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Fundamentos de Circuitos Digitales

Sistemas Numéricos y Códigos

Sistema Numérico: Reglas para representar cantidades. Incluye la composición de cada dígito y las reglas de acarreo de posición baja a posición alta, como el sistema decimal. Código: Reglas para representar cosas, como las reglas seguidas al codificar.

Circuito Analógico: Representa información mediante valores continuos de voltaje o corriente. Circuito Digital: Representa información mediante una secuencia discreta de voltajes.

Bases numéricas comunes:

Conversión de cualquier base a decimal:

\((526)_8=5*8^2+2*8^1+6*8^0=(342)_{10}\)

\((2A.7F)_H=2*16^1+10*16^0+7*16^{-1}+15*16^{-2}=(42.4960937)_D\)

\(D=\sum K_iN^i\)

Complemento de Dos en Binario

  • El bit más significativo es el bit de signo (0 para positivo, 1 para negativo).
  • El complemento de dos de un número positivo es igual a su representación original.
  • El complemento de dos de un número negativo es igual a invertir cada bit y sumar 1.

+5 = (0 0101)
-5 = (1 1011)

1101.0110
= –2 3 + 2 2 + 2 0 + 2 -2 + 2 -3
= – 8 + 4 + 1 + 0.25 + 0.125
= – 2.625

Códigos

Códigos de longitud fija:

  • Código BCD de 4 bits
  • ASCII
  • Código Gray: El orden de codificación cambia secuencialmente, y cuando cambia en el orden de la tabla, solo un bit adyacente cambia de estado.

Fundamentos del Álgebra de Boole

XOR: 1 si los bits son diferentes, 0 si son iguales
\(Y=A'B+AB'\)

XNOR: 1 si los bits son iguales, 0 si son diferentes \(Y=AB+A'B'\)

Fórmulas Básicas de Operaciones Lógicas

\((A B) ' = A' + B'\)
\((A+ B)' = A'B'\)
\(A + B C = (A +B)(A +C)\)

Fórmulas Comunes de Operaciones Lógicas

Teoremas Básicos del Álgebra de Boole

Métodos de Representación de Funciones Lógicas

  • Tabla de verdad
  • Expresión lógica
  • Diagrama lógico
  • Gráfico de forma de onda

Método de simplificación de funciones lógicas

Forma más simple de una expresión lógica

Términos mínimos

En realidad, son las filas de la tabla de verdad
Representan todas las posibles y únicas situaciones

Método de simplificación de expresiones

Aplicando repetidamente fórmulas básicas y fórmulas comunes, se eliminan los términos redundantes y los factores redundantes.

Método de simplificación mediante mapas de Karnaugh

No es necesario convertir todo en términos mínimos.
Si los términos mínimos se repiten, se marca con 1.

Si hay pocos 0, también se puede rodear el 0 y luego negarlo.

Circuitos lógicos

Lógica positiva y lógica negativa

Si se utiliza un nivel alto de voltaje para representar el 1 lógico y un nivel bajo de voltaje para representar el 0 lógico, se denomina lógica positiva; de lo contrario, se denomina lógica negativa.

Circuitos de puertas lógicas CMOS


Referencias y agradecimientos

  • "Codificación: El lenguaje oculto detrás del hardware y software de computadoras"

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