Informe de laboratorio Electronica Digital

...

-

Expresion de suma de productos

Se introducen algunos conceptos basicos necesarios para conocer a cerca de la suma de productos. Un minitérmino se designa por “mi” siendo i el número decimal correspondiente de la tabla de verdad. El 0 se asocia a la variable complementada y el 1 a la variable sin complementar.

- Minitermino (mi): Término producto en el que aparecen todas las variables, ya sean complementadas o sin complementar.

- Fórmula Canónica Disyuntiva o de Minitérminos: Es la suma de minitérminos. Dada la lista completa de minitérminos y asignando 1’s y 0’s arbitrariamente a las variables, siempre hay un, y sólo un, minitérmino que toma el valor 1. Un minitérmino es un término producto que es 1 exactamente en una línea de la tabla de Verdad. La fórmula compuesta por todos los minitérminos será idénticamente. Cada fórmula de conmutación puede expresarse como suma de minitérminos. Y esa fórmula es única.

-

Compuertas logicas

Las computadoras digitales utilizan el sistema de números binarios, que tiene dos dígitos 0 y 1. Un dígito binario se denomina un bit. La información está representada en las computadoras digitales en grupos de bits. Utilizando diversas técnicas de codificación los grupos de bits pueden hacerse que representen no solamente números binarios sino también otros símbolos discretos cualesquiera, tales como dígitos decimales o letras de alfabeto. Utilizando arreglos binarios y diversas técnicas de codificación, los dígitos binarios o grupos de bits pueden utilizarse para desarrollar conjuntos completos de instrucciones para realizar diversos tipos de cálculos.

La información binaria se representa en un sistema digital por cantidades físicas denominadas señales, Las señales eléctricas tales como voltajes existen a través del sistema digital en cualquiera de dos valores reconocibles y representan una variable binaria igual a 1 o 0. Por ejemplo, un sistema digital particular puede emplear una señal de 3 volts para representar el binario "1" y 0.5 volts para el binario "0". La siguiente ilustración muestra un ejemplo de una señal binaria.

[pic 1]

Figura1. Rangos de tolerancia permitidos para asumir valores binaries por parte de las compuertas logicas.

Como se muestra en la Figura1, cada valor binario tiene una desviación aceptable del valor nominal. La región intermedia entre las dos regiones permitidas se cruza solamente durante la transición de estado. Los terminales de entrada de un circuito digital aceptan señales binarias dentro de las tolerancias permitidas y los circuitos responden en los terminales de salida con señales binarias que caen dentro de las tolerancias permitidas.

La lógica binaria tiene que ver con variables binarias y con operaciones que toman un sentido lógico. La manipulación de información binaria se hace por circuitos lógicos que se denominan Compuertas.

Las compuertas son bloques del hardware que producen señales en binario 1 ó 0 cuando se satisfacen los requisitos de entrada lógica. Las diversas compuertas lógicas se encuentran comúnmente en sistemas de computadoras digitales. Cada compuerta tiene un símbolo gráfico diferente y su operación puede describirse por medio de una función algebraica. Las relaciones entrada - salida de las variables binarias para cada compuerta pueden representarse en forma tabular en una tabla de verdad.

[pic 2]

Figura2. Representacion grafica y table de verdad respective de las compuertas logicas.

-

Familias logicas

Una familia lógica es un conjunto de circuitos integrados que implementan distintas operaciones lógicas compartiendo la tecnología de fabricación y en consecuencia, presentan características similares en sus entradas, salidas y circuitos internos. La similitud de estas características facilita la implementación de funciones lógicas complejas al permitir la directa interconexión entre los chips pertenecientes a una misma familia. Teniendo en cuenta el tipo de transistores utilizados como elemento de conmutación, las familias lógicas pueden dividirse en dos grandes grupos: las que utilizan transistores bipolares y las que emplean transistores MOS.

Existen algunas especificaciones genericas de las familias logicas estas especificaciones son las que en general están incluidas en la hoja de datos correspondiente a cada circuito que brinda el fabricante. Dentro de ellas algunas, como ser tensión de alimentación y niveles de tensión y corriente de entrada y salida, son iguales para todos los circuitos de la familia con independencia de la función lógica que realiza cada uno de ellos, de esta manera se asegura fácil interconexión entre ellos para implementar funciones lógicas más complejas. Hay otras características que dependen de la función que ejecuta el circuito, por ejemplo el consumo de potencia y los tiempos de retardo, propagación y conmutación, y en consecuencia sus valores y características pueden diferir de un integrante a otro.

- Tension de alimentacion: Los circuitos pertenecientes a una familia comparten el mismo rango permitido de tensiones de alimentación. Independientemente de la amplitud del rango permitido, la simplicidad y seguridad de la interconexión se mantiene si todos los circuitos interconectados están conectados a la misma alimentación.

- Niveles logicos (alto-bajo): En los circuitos digitales es muy común referiste a las entradas y salidas que estos tienen como si fueran altos o bajos. (niveles lógicos altos o bajos). A la entrada alta se le asocia un “1″ y a la entrada baja un “0″. Lo mismo sucede con la salidas.

TABLA I

VALORES DE TENSION ALTO-BAJO SEGUN LA FAMILIA LOGICA

[pic 3]

-

Las familias TTL. Características circuitales y parámetros característicos.

Dentro de las familias que utilizan como elementos activos los transistores bipolares, el estándar es la lógica de transistor-transistor (TTL) introducida en 1962. La familia original con el correr del tiempo se amplió a un conjunto de familias lógicas que, si bien tienen diferencias en cuanto a velocidad,