CAPÍTULO 1: NIVEL DE LÓGICA DIGITAL

ÁLGEBRA DE BOOLE

El álgebra booleana es la teoría matemática que se aplica en la lógica combinatoria. Las variables booleanas son símbolos utilizados para representar magnitudes lógicas y pueden tener sólo dos valores posibles: 1 (valor alto) ó 0 (valor bajo).

Operaciones Booleanas y Compuertas Básicas

Las operaciones boolenas son posibles a través de los operadores binarios negación, suma y multiplicación, es decir que estos combinan dos o más variables para conformar funciones lógicas. Una compuerta es un circuito útil para realizar las operaciones anteriormente mencionadas.

Inversión o negación (complemento)

El apóstrofe (’) es un operador algebraico que invierte el valor de una variable, es decir, si X denota la señal de entrada de un inversor, entonces X’ representa el complemento de tal señal.

Ecuación	Entrada A	Salida B
B=A’	0	1
	1	0

El símbolo lógico de la negación booleana se representa a continuación

Suma booleana

La suma booleana es 1 si alguna de las variables lógicas de la suma es 1 y es 0 cuando todas las variables son 0. Esta operación se asimila a la conexión paralela de contactos.

Entrada A	Entrada B	Salida X
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

En circuitos digitales, el equivalente de la suma booleana es la operación OR y su símbolo lógico se representa:

Multiplicación booleana

La multiplicación booleana es 1 si todas las variables lógicas son 1, pero si alguna es 0, el resultado es 0. La multiplicación booleana se asimila a la conexión serie de contactos.

La tabla de verdad de la multiplicación booleana se muestra a continuación:

Entrada A	Entrada B	Salida X
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

En circuitos digitales, el equivalente de la multiplicación booleana es la operación AND y su símbolo se representa:

El inverso de la función AND es la función NAND. La tabla de verdad se muestra a continuación.

Entrada A	Entrada B	Salida X
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

El símbolo lógico de la compuerta NAND se representa a continuación.

FLIP-FLOP

Se trata de un multivibrador capaz de permanecer en un estado determinado o en el contrario durante un tiempo indefinido. Esta característica es ampliamente utilizada en electrónica digital para memorizar información.

Un biestable, también llamado báscula (flip-flop en inglés), es un multivibrador capaz de permanecer en un estado determinado o en el contrario durante un tiempo indefinido. Esta característica es ampliamente utilizada en electronica digital para memorizar información. El paso de un estado a otro se realiza variando sus entradas. Dependiendo del tipo de dichas entradas los biestables se dividen en asíncronos y síncronos.

La principal diferencia es que el asíncrono solo tiene entradas de control, sin embargo el síncrono dispone además de una entrada para sincronismo o reloj. Si las entradas de control dependen de la de sincronismo se denominan síncronas y en caso contrario asíncronas. Por lo general, las entradas de control asíncronas prevalecen sobre las síncronas.  La entrada de sincronismo puede ser activada por nivel (alto o bajo) o por flanco (de subida o de bajada). Dentro de los biestables síncronos activados por nivel están los tipos RS yD, y dentro de los activos por flancos los tipos JK,T y D.

FAMILIAS TTL Y CMOS

La compuerta TTL fue una mejora introducida a la compuerta DTL. Los parámetros más importantes de las compuertas TTL son el retardo de propagación (ns), la disipación de potencia (mW), y el producto velocidad -potencia (pJ). El producto velocidad-potencia indica un retardo en la propagación con una disipación de potencia determinada.

Familia TTL (Lógica de Transistor - Transistor)

Esta fue la primera familia de éxito comercial, se utilizó entre 1965 y 1985. Los circuitos TTL utilizan transistores bipolares y algunas resistencias de polarización. La tensión nominal de alimentación de los circuitos TTL son 5 V DC.

Niveles Lógicos TTL

En el estudio de los circuitos lógicos, existen cuatro especificaciones lógicos diferentes: VIL, VIH, VOL y VOH.

En los circuitos TTL, VIL es la tensión de entrada válida para el rango 0 a 0.8 V que representa un nivel lógico 0 (BAJO). El rango de tensión VIH representa la tensiones válidas de un 1 lógico entre 2 y 5 V. El rango de valores 0.8 a 2 V determina un funcionamiento no predecible, por lo tanto estos valores no son permitidos. El rango de tensiones de salida VOL, VOH se muestra a continuación:

Circuitos Lógicos CMOS (Metal Óxido Semiconductor Complementario)

La tecnología CMOS es la más utilizada actualmente para la construcción de circuitos integrados digitales, como las compuertas, hasta los circuitos como las memorias y los microprocesadores. La tensión nominal de alimentación de los circuitos CMOS son +5 V y +3,3 V.

Niveles Lógicos CMOS

Se muestran las tensiones V_IL, V_IH, V_OL, V_OH válidas para los dispositivos CMOS de nivel +5 VDC.

EVALUACION : CAPITULO 1