Fundamentos de sistemas digitales

Í N D I C E

Fundamentos de sistemas digitales………………………………………………….4

Método general………………………………………………………………….4

Diseño de circuitos combinacionales……………………………………….5

Tipos de circuitos combinacionales………………………………………….5

Convertidores de código…………………………………………………..5

Selectores de flujo……………………………………………………………6

Sumadores…………………………………………………………………….7

Comparadores……………………………………………………………….9

Memoria de solo lectura……………………………………………………9

Señales analógicas y digitales……………

Señal analógica…………………….

Señal eléctrica analógica…………

Señal digital como una señal analógica compuesta……..

Desventajas en términos electrónicos…………….

Señal digital………………………

Ventajas de las señales digitales…………………..

Inconvenientes de las señales digitales……………..

Relación entre sistemas analógicos y digitales………….

Bibliografía

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FUNDAMENTOS DE SISTEMAS DIGITALES

Un sistema digital es un conjunto de dispositivos destinados a la generación, transmisión, manejo, procesamiento o almacenamiento de señales digitales. También, y a diferencia de un sistema analógico, un sistema digital es una combinación de dispositivos diseñados para manipular cantidades físicas o información que estén representadas en forma digital; es decir, que sólo puedan tomar valores discretos.

Para el análisis y la síntesis de sistemas digitales binarios se utiliza como herramienta el álgebra de Boole.

sistemas digitales combinacionales: Aquellos cuyas salidas solo dependen del estado de sus entradas en un momento dado. Por lo tanto, no necesitan módulos de memoria, ya que las salidas no dependen de los estados previos de las entradas.

sistemas digitales secuenciales: Aquellos cuyas salidas dependen además del estado de sus entradas en un momento dado, de estados previos. Esta clase de sistemas necesitan elementos de memoria que recojan la información de la 'historia pasada' del sistema.

Para la implementación de los circuitos digitales, se utilizan puertas lógicas (AND, OR y NOT), construidas generalmente a partir detransistores. Estas puertas siguen el comportamiento de algunas funciones booleanas.

Según el propósito de los sistemas digitales, se clasifican en: a) sistemas de propósitos especiales y b) sistemas de propósitos generales. Estos últimos permiten el cambio de su comportamiento mediante la programación de algoritmos de soluciones de problemas específicos.

MÉTODO GENERAL

Sistemas digitales combinacionales:

Z=F(X)

Z= Valor señales de las salidas

X= Valor señales de las entradas

F= Circuito transformador de señales (compuertas electrónicas)

Sistemas digitales secuenciales:

Z = F(X,Q)

Z= Valor señales de las salidas

X= Valor señales de las entradas

Q= Elementos de memoria (Flip Flops)

F= Circuito transformador de señales (compuertas electrónicas)

DISEÑO DE CIRCUITOS COMBINACIONALES

Paso 1. Enunciado del problema

Paso 2. Análisis: Especificación de variables de entrada y de salida

Paso 3. Modelado: Definición de las funciones de Boole que especifican el comportamiento del sistema

Paso 4. Simplificación de las funciones de Boole (opcional)

Paso 5. Diagrama lógico

Paso 6. Selección circuitos integrados

Paso 7. Ensamble del sistema digital (tablero de pruebas o circuito preimpreso)

Paso 8. Pruebas

TIPOS DE CIRCUITOS COMBINACIONALES

Convertidores de código

Los conversores de códigos son una aplicación de las puertas lógicas en los sistemas digitales. Los códigos más utilizados son el binario BCD 8421, octal, hexadecimal y el decimal. Los dispositivos digitales pueden procesar solamente los bits "1" y "0". Estas largas cadenas de 1 y 0 son difíciles de comprender por las personas. Por esta razón se necesitan los conversores de códigos para traducir el lenguaje de la gente al lenguaje de la maquina.

Un ejemplo de conversor de código es una sencilla calculadora manual, la cual está constituida por un dispositivo de entrada llamado teclado. Entre el teclado y la unidad central de tratamiento "CPU" hay un codificador, que traduce el número decimal pulsado en el teclado a código binario. La "CPU" realiza su operación en binario y produce un resultado en código binario. El decodificador traduce el código binario de la CPU a un código especial que hace que luzcan los segmentos adecuados en el visualizador de siete segmentos.

Los conversores de códigos se dividen en dos tipos:

Codificador

Decodificador

Selectores de flujo: Multiplexores y demultiplexores

Los multiplexores son circuitos combinacionales con varias entradas y una única salida de datos, están dotados de entradas de control capaces de seleccionar una, y sólo una, de las entradas de datos para permitir su transmisión desde la entrada seleccionada hacia dicha salida.

En el campo de la electrónica el multiplexor se utiliza como dispositivo que puede recibir varias entradas y transmitirlas por un medio de transmisión compartido. Para ello lo que hace es dividir el medio de transmisión en múltiples canales, para que varios nodos puedan comunicarse al mismo tiempo.

Una señal que está multiplexada debe demultiplexarse en el otro extremo.

Según la forma en que se realice esta división del medio de transmisión, existen varias clases de multiplexación:

Multiplexación por división de frecuencia

Multiplexación por división de tiempo

Multiplexación por división de código

Multiplexación por división de longitud de onda

Un demultiplexor es un circuito combinacional que tiene una entrada de información de datos d y n entradas de control que sirven para seleccionar una de las 2n salidas, por la que ha de salir el dato que presente en la entrada. Esto se consigue aplicando a las entradas de control la combinación binaria

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