Electrónica Digital

Conceptos generales:

La electrónica digital es la que trabaja con señales digitales, o sea, con números. Son los números los que se manipulan, almacenan, recuperan y transportan.
Reflexionemos un poco. Estamos acostumbrados a escuchar el término televisión digital, o radio digital. ¿Qué significa esto? ¡¡¡Significa que lo que nos están enviando son números!!!!! Que la información que nos envían está en los propios números y no en la forma que tenga la señal que recibidos. ¿Y qué es un sistema digital?, un sistema que trabaja con números. ¿Y un circuito digital? Un circuito electrónico que trabaja con números. ¡¡Y sólo con números!!

Con la tecnología que hay actualmente, los circuitos digitales manipulan números que están representados en binario. Así podemos decir que un circuito digital actual tiene como entradas y salidas números en binario. Es decir, números que vienen expresados con los dígitos ’0’ y ’1’.
Explicaré algunos conceptos sobre compuertas, registros, contadores, etc, que nos permitirán encarar el armado de algunos equipos muy empleados en diferentes aplicaciones y que pueden ser adaptados para que formen parte de sistemas más complejos.
Los fundamentos y la aplicación de la electrónica digital son esenciales para la comprensión del diseño y de trabajo de los consumidores y la industria electrónica, las comunicaciones, los sistemas incorporados, las computadoras, la seguridad y el equipo militar.

Dispositivos utilizados en aplicaciones tales como estos están en constante disminución en el tamaño y el empleo de tecnología más compleja. Por lo tanto, es esencial para ingenieros y estudiantes para comprender los fundamentos, aplicación y puesta en práctica principios de la electrónica digital, dispositivos y circuitos integrados. Esto es a fin de que puedan utilizar la más adecuada y eficaz técnica para satisfacer su necesidad técnica.
En electrónica, una compuerta es un dispositivo especial que generalmente dispone de por lo menos una entrada y una salida. Se la puede considerar como “una caja negra” con terminales de entrada y de salida. Nos interesa saber qué es lo que sucede dentro de esa caja, es decir, la operación que realiza entre las tensiones que se suministren a las entradas y la tensión que presenta a la salida.
Para definir qué son las compuertas lógicas o digitales, digamos que éstas realizan cinco operaciones básicas que son: OR, AND, NAND, NOR e INV (como en álgebra: suma, producto, resta, división e inversión).
Las compuertas básicas tienen dos entradas (excepto la inversora). Algo a tener en cuenta es que, generalmente, no es demasiado relevante la tensión en un punto del circuito, sino, el nivel que hemos establecido como “1” (H) lógico y “0” (L) lógico.
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Alguna simbología:
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Electrónica digital:

La electrónica digital cuenta cada vez con un mayor número de aplicaciones y que su avance tecnológico crece de una forma espectacular. En un principio se conocía como la electrónica de los ordenadores, calculadoras y sistemas de control automático, ya que era su principal y casi exclusiva aplicación. Pero con el tiempo se fue introduciendo en la mayoría de las aplicaciones portátiles.
La electrónica digital se puede hacer la distinción entre la electrónica digital fundamental y la de tipo programable, constituyendo esta última un gran bloque, donde aparecen las memorias RAM, microprocesadores y microcontroladores, dispositivos lógicos programables (PLD, FPGA, PAL, etc.), los cual forma la base de todos los sistemas digitales programables (como son los ordenadores, autómatas, etc.); ¡pero que está basada también en la electrónica digital básica!
En la electrónica digital, hay dos niveles de tensión a los cuales se les asignan los estados “0” y “1”. Los niveles de tensión usuales son:

“1” --> 2 a 5V
“0” --> 0 a 0,8V

Gracias a los avances en las tecnologías electrónicas integradas, los operadores lógicos son normalmente dispositivos electrónicos; de ahí proviene la denominación de electrónica digital.
Los dispositivos electrónicos que realizan las operaciones lógicas se denominan puertas lógicas, y aparecen en forma integrada; son los denominados circuitos integrados digitales. Un circuito integrado digital puede tener varias puertas lógicas.
Mediante los dispositivos lógicos básicos, puertas lógicas, se pueden realizar otros circuitos más complejos como pueden ser: decodificadores, multiplexores, contadores, etc.

Dispositivos digitales

Biestable: control de sistemas secuenciales.

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.
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Memoria: almacenamiento digital de datos.

En la actualidad, memoria suele referirse a una forma de almacenamiento de estado sólido conocido como Memoria RAM (memoria de acceso aleatorio, RAM por sus siglas en inglés Random Access Memory) y otras veces se refiere a otras formas de almacenamiento rápido pero temporal.
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Microcontrolador: control de sistemas digitales.

Un microcontrolador es un circuito integrado o chip que incluye en su interior las tres unidades funcionales de una computadora: CPU, Memoria y Unidades de E/S.



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Puerta lógica: control de sistemas combinacionales.

Una puerta lógica, o compuerta lógica, es un dispositivo electrónico que es la expresión física de un operador booleano en la lógica de conmutación. Cada puerta lógica consiste en una red de dispositivos interruptores que cumple las condiciones booleanas para el operador particular. Son esencialmente circuitos de conmutación integrados en un chip.
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