PORTADA


Universidad Nacional Autonoma de México


Colegio de ciencias y Humanidades
Plantel SUR

"Circuitos Logicos"

Jorge Ismael Martínez Valle

Grupo: 571

Profesor: Luis Enrique Rodriguez Maldonado

Introduccion

Es un circuito que maneja la información con unos y ceros. En lógica positiva, el uno es un nivel alto (5 volts) y el cero es un nivel bajo (0 volts). En lógica negativa, el cero es un nivel alto (5 volts) y el uno es un nivel bajo (0 volts).


Se cuenta con diferentes familias de circuitos lógicos:
La TTL, que trabaja con dos niveles: 0 y 5V.
La CMOS, también trabaja con dos niveles: 0 y 3-15V.

Están compuestos por elementos digitales como las compuertas lógicas: AND, OR, NOT, NAND, NOR y XOR.

También se utilizan compuertas lógicas con mayor número de elementos como los multiplexores, demultiplexores, codificadores, decodificadores, flip-flops, memorias y microprocesadores.

Indice

¿Que son los circuitos logicos?

Los circuitos de conmutación y temporización, o circuitos lógicos, forman la base de cualquier dispositivo en el que se tengan que seleccionar o combinar señales de manera controlada. Entre los campos de aplicación de estos tipos de circuitos pueden mencionarse la conmutación telefónica, las transmisiones por satélite y el funcionamiento de las computadoras digitales.
La lógica digital es un proceso racional para adoptar sencillas decisiones de 'verdadero' o 'falso' basadas en las reglas del álgebra de Boole. El estado verdadero se representado por un 1, y falso por un 0, y en los circuitos lógicos estos numerales aparecen como señales de dos tensiones diferentes. Los circuitos lógicos se utilizan para adoptar decisiones específicas de 'verdadero-falso' sobre la base de la presencia de múltiples señales 'verdadero-falso' en las entradas. Las señales se pueden generar por conmutadores mecánicos o por transductores de estado sólido. La señal de entrada, una vez aceptada y acondicionada (para eliminar las señales eléctricas indeseadas, o ruidos), es procesada por los circuitos lógicos digitales. Las diversas familias de dispositivos lógicos digitales, por lo general circuitos integrados, ejecutan una variedad de funciones lógicas a través de las llamadas puertas lógicas, como las puertas OR, AND y NOT y combinaciones de las mismas (como 'NOR', que incluye a OR y a NOT). Otra familia lógica muy utilizada es la lógica transistor-transistor. También se emplea la lógica de semiconductor complementario de óxido metálico, que ejecuta funciones similares a niveles de potencia muy bajos pero a velocidades de funcionamiento ligeramente inferiores. Existen también muchas otras variedades de circuitos lógicos, incluyendo la hoy obsoleta lógica reóstato-transistor y la lógica de acoplamiento por emisor, utilizada para sistemas de muy altas velocidades.

Los bloques elementales de un dispositivo lógico se denominan puertas lógicas digitales. Una puerta Y (AND) tiene dos o más entradas y una única salida. La salida de una puerta Y es verdadera sólo si todas las entradas son verdaderas. Una puerta O (OR) tiene dos o más entradas y una sola salida. La salida de una puerta O es verdadera si cualquiera de las entradas es verdadera, y es falsa si todas las entradas son falsas. Una puerta INVERSORA (INVERTER) tiene una única entrada y una única salida, y puede convertir una señal verdadera en falsa, efectuando de esta manera la función negación (NOT). A partir de las puertas elementales pueden construirse circuitos lógicos más complicados, entre los que pueden mencionarse los circuitos biestables (también llamados flip-flops, que son interruptores binarios), contadores, comparadores, sumadores y combinaciones más complejas.

En general, para ejecutar una determinada función es necesario conectar grandes cantidades de elementos lógicos en circuitos complejos. En algunos casos se utilizan microprocesadores para efectuar muchas de las funciones de conmutación y temporización de los elementos lógicos individuales. Los procesadores están específicamente programados con instrucciones individuales para ejecutar una determinada tarea o tareas. Una de las ventajas de los microprocesadores es que permiten realizar diferentes funciones lógicas, dependiendo de las instrucciones de programación almacenadas. La desventaja de los microprocesadores es que normalmente funcionan de manera secuencial, lo que podría resultar demasiado lento para algunas aplicaciones. En tales casos se emplean circuitos lógicos especialmente diseñados.


Logica Binaria

Lógica Binaria
La lógica binaria se ocupa de variables que adoptan dos valores discretos y de operaciones que asumen un significado lógico. Los dos valores que pueden adoptar las variables reciben diferentes nombres.

  • Verdadero, Falso
  • Si, No
  • Alto, Bajo
  • Uno, Cero
  • Etc.

En este caso es conveniente pensar en ellos en términos de bits y asignarles los valores de 1 y de 0.
A este tipo de lógica binaria que se implementa en esta práctica se le conoce como “álgebra booleana”. En esta práctica de dará una pequeña introducción al funcionamiento y uso de las compuertas básicas de los circuitos digitales y relacionarlas con las señales binarias.

La lógica binaria consiste en variables binarias y operaciones lógicas. Las variables se designan con letras del alfabeto como A,B,C,x,,y,z etc. y cada variable tiene dos posibles valores 1 ó 0
En lógica binaria existen 3 operaciones básicas AND, OR, y NOT.

AND

AND
Esta operación se representa con un punto (•) o bien omitiendo el operador por ejemplo:

x•y = z
xy = z

Estas operaciones se leen como “x AND y es igual a z”
La operación lógica AND significa que z = 1 solo si x = 1 e y = 1, en cualquier otro caso z = 0 (No se olvide que x y y son variables binarias y solo pueden tener un valor de 1 ó 0).
De estas condiciones se puede obtener una tabla que represente la operación AND.

Operación AND

x

y

z

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

OR

OR
Esta operación se representa con un signo mas (+) por ejemplo:

x + y = z

Esta operación se lee como “x OR y es igual a Z”
En este caso la operación que realiza se puede describir como: z = 0 si x = 0 y y = 0, en cualquier otro caso z = 1
De la misma manera es posible construir una tabla que represente la operación OR.

Operación OR

x

y

z

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

NOT

NOT
La representación de esta operación se realiza por un apostrofe ( ‘ ) y en ocasiones por una testa ( ‾ ) por ejemplo:

x’ = z o
= z

Se puede observar que esta operación solo tiene una entrada y una salida. De manera que la operación se lee como “x negada igual a z” y significa que z es lo contrario de x, Así si x = 1, entonces z = 0, y si x = 0, entonces z = 1. A esta operación se también se llama operación de complemento, ya que cambia “1” por “0” y “0” por “1”. La tabla de que represente la operación NOT es muy simple y se presenta a continuación.

Operación NOT

X

z

0

1

1

0


La lógica binaria se parece a la aritmética binaria y las operaciones AND y OR tienen similitudes con la multiplicación y la suma respectivamente, De hecho, los símbolos que se utilizan para la AND y OR son los mismos que los empleados para la multiplicación y la suma. No obstante, la lógica binaria no debe de confundirse con la aritmética binaria.
Debemos tener presente que una variable aritmética puede representar un número que puede constar de varios dígitos, mientras que una variable lógica solo se puede almacenar un solo dígito, es decir un “1” o un “0”. Por ejemplo:

En Aritmética Binaria tenemos 1 + 1 = 10, (uno mas uno igual a dos)
En lógica binaria seria 1 + 1 = 1 (uno AND uno igual a uno)

Compuertas Logicas

Compuertas Lógicas
Las compuertas lógicas son circuitos electrónicos que operan con una o mas señales de entrada para producir una señal de salida. En los sistemas digitales que se implementan, responden a dos niveles distintos que representan una variable binaria cuyo valor lógico es uno lógico o cero lógico. Podemos citar por ejemplo a un sistema digital donde 5 volts es 1 lógico y 0 volts es cero lógico. En la práctica cada nivel de voltaje tiene un intervalo aceptable de acuerdo a la figura siguiente como se descubrió en la práctica numero 1.

Las terminales de entrada de los circuitos digitales aceptan señales binarias dentro del intervalo permisible y responden en las terminales de salida con señales binarias que están dentro del intervalo especificado. La región intermedia entre las regiones permitidas solo se cruza durante las transiciones de estado.


Las operaciones lógicas AND, OR y NOT descritas anteriormente también se representan de manera gráfica utilizando diferentes símbolos los cuales se muestran en la siguiente figura:

De estas compuertas básicas se desprenden mas compuertas adicionales, las cuales tiene indudablemente una gran aplicación en la implementación de circuitos. Entre las compuertas que se desprendes de las anteriores encontramos a:

La compuerta NAND, la cual la podemos definir como una compuerta AND seguida de una compuerta NOT, basándonos en la tabla de la operación AND y de la compuerta NOT, podemos obtener la siguiente tabla y su símbolo correspondiente.

















Operación NAND

x

y

z

0

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1

0





De manera similar a la compuerta NAND, la compuerta NOR se puede definir como una compuerta OR seguida de una compuerta NOT, la misma tabla de operación de la compuerta e invirtiendo la señal de salida de la compuerta. Así en la siguiente gráfica se observa “la construcción” de la compuerta NOR así como su tabla de funcionamiento.



Operación NOR

x

y

z

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

1

0

Conclusion

Los circuitos logicos son de mucha utilidad en los recursos electronicos como la conmutación telefónica, las transmisiones por satélite y el funcionamiento de las computadoras digitales.
Y muchas veces para ejecutar una determinada función es necesario conectar grandes cantidades de elementos lógicos en circuitos complejos para eso se usan los procesadores y los micro procesadores, los cuales hacen el trabajo de calcular una o mas funciones.
Este tema es complejo ya que involucra algo como el binario y otras leyes y reglas que se deben aplicar para poder terminar bien un circuito.