Electrónica digital y micro programable
como la electrónica se puede dividir en dos grupos dependiendo de las señales y como yo en analógica no me muevo abordaremos el interesante mundo de la electrónica digital, y os diréis para que coño quiero saber yo electrónica digital? pues esta claro que cada vez mas aparatitos se basan en esta tecnología.
En electrónica analógica los señales eléctricos pueden tomar multitud de valores entre un máximo y mínimo
En cambio en electrónica digital las señales solo toman valores establecidos, nunca intermedios
En lo que a señales digitales se refiere son de principal interés las que solo pueden tomar dos valores llamados niveles lógicos y los cuales solemos denominar 1 o 0, nivel alto y bajo, y como solo existen estos dos valores hablamos de señales binarias.
1 o 0 esto es código binario y cada combinación de estos dos numero representa un numero decimal como podéis ver a continuación:
Cabe destacar como podéis ver que existen mas sistemas de numeración que el decimal como el binario, hexadecimal, bcd, etc. A continuación veremos varios sistemas de numeración y sus cambios de base puesto que en el sistema decimal usamos 10 símbolos: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 en el binario usaremos dos 0 o 1.
Código binario
tiene solamente dos símbolos 1 o 0 y para cantidades mayores los agrupamos:
decimal - binario
0 - 0
1 - 1
2 - 10
3 - 11
4 - 100
Cada posición se denomina BIT y solo puede tomar dos valores 1 o 0. este sistema de numeración asigna un peso a cada posición sirviéndonos para pasar de decimal a binario:
Para pasar de decimal a binario dividiremos entre dos asta no poder mas:
Cabe destacar que el el ultimo cociente es el BIT mas significativo (izquierda) y el primer resto es el BIT menos significativo (derecha).
Código octal
Tiene base 8 con los consiguientes 8 símbolos en su sistema de numeración (0,1,2,3,4,5,6,7) el paso de octal a decimal es el siguiente:
El paso de decimal a octal es igual que el binario pero dividiendo entre 8:
El paso de binario a octal y octal a binario es el siguiente:
En el primer caso separamos en grupos de 3 en 3 el números binario empezando por la derecha y en el segundo caso pasamos cada digito octal a su correspondiente binario en 3 BITS.
Código hexadecimal
Tiene base 16 con los consiguientes 16 símbolos en su sistema de numeración (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F) el paso de hexadecimal a decimal es el siguiente:
El paso de decimal a hexadecimal es igual que el paso de decimal a octal pero dividiendo progresivamente entre 16:
También es posible el paso de decimal a binario y de hay a hexadecimal. En el paso de binario a hexadecimal agrupando los BITS de cuatro en cuatro empezando como siempre por la derecha convirtiéndolos por separado y para el paso de binario a hexadecimal se pasa cada digito hexadecimal a su correspondiente binario pero en 4 BITS:
Código BCD (decimal codificado en binario, binary-codec decimal)
Aquí cada digito decimal se codifica en binario. Para pasar de decimal a BCD se pasa cada cifra decimal a su correspondiente binario en 4 BITS:
Para el paso de BCD a decimal pasamos cada grupo de 4 BITS a su correspondiente decimal:
Pues diréis vaya mierda de códigos (sistemas), eso es porque aun no hemos visto el sistema de codificación de los CD, o mas fáciles como los sistemas para representar números negativos como signo-magnitud, 1´s C, etc.
Bueno que tal si hablamos de familias lógicas mmmmmmm interesante e.
La mayoría de los circuitos integrados se clasifican en familias lógicas, esto se debe a que sus tecnologías de fabricación son diferentes variando así su tensión de alimentación como también sus niveles lógicos, etc. Estas son las principales familias lógicas: TTL y CMOS. Además existen estés grupos: ECL, DTL, HTL y RTL de los cuales no veremos sus características centrándonos en las familias TTL y CMOS destacando que todos los elementos de una misma familia son compatibles entre si.
Las características de las familias lógicas son las siguientes:
Familia lógica TTL
La familia TTL (lógica transistor-transistor) tiene varios subgrupos que son los siguientes:
TTL
TTL de bajo consumo
TTL de alta velocidad
TTL Schottky
TTL Schottky de baja potencia
A continuación podemos ver una puerta NAND y su circuito equivalente en tecnología TTL.
Las principales características de este grupo son (todos los grupos de una misma familia son compatibles entre si):
Alimentación 5v, tolerando ±5%
Retardo de propagación 9 ns
Temperatura de trabajo de 0º a 70º
Fan-out 10
Margen de ruido 400mv
Potencia de disipación 100mw
Velocidad máxima 35Mhz
Vih 2v
Voh 2,4v
Vil 0,8v
Vol 0,4v
En los demás subgrupos de esta familia (TTL) varian parametros como retardo de propagacion potencia y 2 cosas mas que en este momento no nos interesa pasando asi a la familia CMOS.
Familia logica CMOS
La familia CMOS es la mas reciente am en aparicion claro, tiene bajo consumo y la unica en tegnologia MOS (semiconductor de oxido metal) la cual le aporta carateristicas como bajo consumo, alta inmunidad al ruido, etc.
Esta familia aparece como serie 4000 en los catalogos y sus carateristicas mas importantes son:
Tensión de alimentacion variable entre 3 y 18v(interesante e(imaginaros lo que podriais hacer mmm como algo portatil a pilas em bueno eso es cosa vuestra si me dais tiempo o ideas puedo diseñar algo)
Rango de temperatura entre -45 y 85ºC
Los niveles de tension varian x eso pongo para una V(tension) de 5v
Vih 3,5v
Vil 1,5v
Voh 4,95v
Vol 0,05v
Existen series de CMOS desarrolladas despues de la serie basica y son estas:
A continuacion comparamos las familias TTL y CMOS.
TTL CMOS
Retardo 10ns 40ns
Velocidad 35Mhz 8Mhz
Fan-out 10 50
Potencia 10mW 10mW
inmunidad al ruido 0,4v 2v
Las demas familias logicas son de poco uso asi que por ahora no las veremos.
Denominacion de las familias TTL y CMOS.
Esta denominacion la utilizaremos para distingir los integrados pertenecientes a una o otra familia. Pero a parte de la familia el fabricante, etc.
Habitualmente un grupo de letras nos dirá el fabricante MC para motorola, SN para texas instrument, GD para goldstart, etc.
Un grupo de cifras o cifras y letras nos indicara la familia
TTL: 54 y 74
CMOS: 40, 74HC y 74HCT
En caso de que sea TTL puede haber una o varias letras que indican la subfamilia:
TTL estandar sin letras
TTL de baja velocidad H
TTL de baja potencia L
TTL shottky S
TTL shottky avanzado AS
TTL shottky de baja potencia LS
TTL shottky avanzado de baja potencia ALS como no.
Un grupo de de cifras nos indicara el tipo de circuito.
Se pueden ver un par de ejemplos con esta nomenglatura:
HD74LS04: fabricado por hitachi(HD), de la familia TTL(74), shottky de baja potencia(LS), con seis inversores(04).
SN74H10: fabricado por texas instruments (SN), TTL(74), alta velocidad(H), triple puerta NAND de dos entradas(10).
Funciones logicas (puertas logicas)
Puertas logicas fundamentales.
NOT (inversor). hace la funcion no (no)
OR. hace la funcion ou(o)
AND. hace la funcion e(Y)
NOR. hace la funcion no-ou(no-o)
AND. hace la funcion no-e(no-y)
EXOR(or-exclusivo). hace la funcion ou-exclusivo(o-exclusivo)
puerta NOT
tiene una entrada y una salida obteniendo en la salida el inverso de la entrada
Donde pone montage seria el montage en el adiestrador o en el simulador en el pc. El patillaje del integrado es de un chip tegnologia TTL con 6 puertas NOT de 1 entrada y 1 salida.
Puerta OR
En esta puerta la salida vale 0 si todas la entradas valen 0 de otra forma la salida vale 1 si alguna de las entradas vale 1.
Puerta AND
En esta puerta la salida vale 1 si todas las entradas valen 1.
Puerta NOR
Es igual que la OR pero con la salida invertida.
Puerta NAND
Igual que la AND con la salida invertida.
Puerta EXOR
La salida vale 1 si las entradas son distintas y la salida vale 0 si las entradas son iguales.
Cabe destacar que no nos vamos encontrar nunca con una sola puerta siempre con integrados de varias para eso os meto el patillage. Ademas el montage se puede simular en el pc yo utilizo el electronics workbench.A y para la proxima algebra de boole
Para cualquier duda o para el soft de simulacion #disidents nick Axtras.(todo esto es culpa de S-P-A-R-K)