Electrónica Digital Teoría Simulación
Edición, Marzo 2012
Editorial RAMA
SINOPSIS
La Era Digital, término que bien podría aplicarse a los tiempos que vivimos, está llena de sistemas cuyo funcionamiento se basa en las leyes y principios básicos de esta disciplina, la Lógica Digital. Por otra parte, y apoyándose en la evolución que han experimentado los sistemas informáticos, en los últimos años han proliferado las herramientas de simulación por ordenador, que han hecho que el diseño y desarrollo de sistemas electrónicos no se pueda concebir si no es con la aplicación de las mismas.
Estas dos importantes premisas estructuran este libro. Está dirigido fundamentalmente a los estudiantes que cursan carreras de Grado en Ingeniería (Industrial, Telecomunicación, Informática, etc.), Ciencias Físicas, u otras enseñanzas en las que en sus planes de estudio se incluyan materias afines con esta disciplina.
Con este libro dispondrán de una bibliografía que combina tres importantes aspectos: la teoría, pilar base del conocimiento, los ejemplos y problemas, los cuales permiten aplicar dicha teoría y la realización de prácticas utilizando las herramientas de simulación también permiten experimentar y, por consiguiente, afianzar ese conocimiento adquirido, la experiencia, que resulta imprescindible en el manejo de estas herramientas para aplicarlas al mundo laboral actual, hace que el estudio de este tipo de bibliografías resulte más que aconsejable para todo el colectivo citado.
Electrónica Digital. Teoría, Problemas y Simulación analiza con detalle los aspectos básicos de la Lógica Digital y los Convertidores A/D y D/A, pasando por los sistemas de codificación de la información, el álgebra de conmutación y su representación, las funciones lógicas básicas, la simplificación de funciones lógicas y los circuitos combinacionales y aritméticos.
También se analizan los circuitos secuenciales, donde se estudian los sistemas biestables, los sistemas síncronos y asíncronos y los registros y contadores. Igualmente se estudian los circuitos de relojes y temporizadores y las memorias de semiconductores.
AUTORES PRÓLOGO INTRODUCCIÓN SIMBOLOGÍA Y NOMENCLATURA PROGRAMAS UTILIZADOS CAPÍTULO 1. FUNDAMENTOS GENERALES DE LA ELECTRÓNICA GENERAL 1.1 SISTEMAS ANALÓGICOS Y DIGITALES 1.2 REPRESENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN 1.2.1 Sistemas de numeración PROBLEMAS PROPUESTOS 1.2.2 Representaciones numéricas 1.2.3 Representación de números en coma fija sin signo 1.2.4 Representación de números en coma fija con signo 1.2.5 Representación de los números reales en binario PROBLEMAS PROPUESTOS CAPÍTULO 2. CODIFICACIÓN DE LA INFORMACIÓN 2.1 DEFINICIONES Y PROPIEDADES DE LA CODIFICACIÓN 2.1.1 Definiciones 2.1.2 Propiedades de interés de los códigos 2.2 CÓDIGOS BINARIOS 2.2.1 Principales definiciones y propiedades de los códigos binarios 2.3 TIPOS 2.3.1 Códigos numéricos PROBLEMAS PROPUESTOS CAPÍTULO 3. CONVERTIDORES A/D Y D/A 3.1 CONVERTIDORES A/D Y D/A. INTRODUCCIÓN 3.2 CONVERTIDOR D/A 3.2.1 Convertidor D/A. Generalidades 3.2.2 Especificaciones de los convertidores D/A 3.2.3 Circuitos convertidores D/A 3.3 CONVERTIDOR A/D 3.3.1 Convertidor A/D. Generalidades 3.3.2 Especificaciones de los convertidores A/D 3.3.3 Circuitos convertidores A/D PROBLEMAS PROPUESTOS CAPÍTULO 4. ÁLGEBRA DE CONMUTACIÓN Y SU REPRESENTACIÓN 4.1 ÁLGEBRA DE BOOLE 4.1.1 Definición de álgebra de Boole 4.2 TEOREMAS DEL ÁLGEBRA DE BOOLE 4.3 ÁLGEBRA DE BOOLE BIVALENTE PROBLEMAS PROPUESTOS 4.3.1 Variables y funciones lógicas 4.3.2 Representación de las funciones lógicas mediante tablas de verdad 4.3.3 Representación de las funciones lógicas en su forma canónica 4.3.4 Obtención de la función canónica a partir de la tabla de verdad. Teorema de expansión 4.3.5 Conversión entre expresiones canónicas en minterms y maxterms 4.3.6 Conversión de expresiones normalizadas a canónicas 4.3.7 Función incompletamente definida PROBLEMAS PROPUESTOS CAPÍTULO 5. FUNCIONES LÓGICAS BÁSICAS 5.1 FUNCIONES LÓGICAS BÁSICAS 5.1.1 Función AND (puerta AND PROBLEMAS PROPUESTOS 5.1.2 Función OR (puerta OR PROBLEMAS PROPUESTOS 5.1.3 Función NOT (puerta lógica inversora) PROBLEMAS PROPUESTOS 5.1.4 Función NAND (puerta NAND) PROBLEMAS PROPUESTOS 5.1.5 Función NOR (puerta NOR) PROBLEMAS PROPUESTOS 5.1.6 Función SEGUIDOR o puerta BUFFER PROBLEMAS PROPUESTOS 5.1.7 Función XOR PROBLEMAS PROPUESTOS 5.1.8 Función XNOR PROBLEMAS PROPUESTOS CAPÍTULO 6. SIMPLIFICACIÓN DE FUNCIONES LÓGICAS 6.1 SIMPLIFICACIÓN DE FUNCIONES LÓGICAS 6.1.1 Método algebraico de simplificación 6.1.2 Métodos sistemáticos de simplificación 6.1.3 Método de Karnaugh 6.2 CONVERSIÓN A PUERTAS NAND Y NOR 6.2.1 Circuitos con dos niveles 6.2.2 Circuitos con más de dos niveles 6.2.3 Circuitos con cualquier número de niveles y tipo de puertas 6.3 SIMPLIFICACIÓN DE FUNCIONES INCOMPLETAS O CON INDIFERENCIAS PROBLEMAS PROPUESTOS CAPÍTULO 7. CIRCUITOS COMBINACIONALES 7.1 DEFINICIONES Y GENERALIDADES 7.2 MULTIPLEXORES 7.2.1 Aplicaciones 7.2.2 Aumento de la capacidad de un multiplexor 7.3 DEMULTIPLEXORES 7.4 DECODIFICADORES 7.5 CODIFICADORES 7.5.1 Codificadores sin prioridad 7.5.2 Codificadores con prioridad 7.5.3 Aumento de la capacidad de un codificador 7.6 COMPARADORES DE MAGNITUD 7.7 GENERADORES/DETECTORES DE PARIDAD PROBLEMAS PROPUESTOS CAPÍTULO 8. CIRCUITOS ARITMÉTICOS 8.1 CIRCUITOS ARITMÉTICOS. INTRODUCCIÓN 8.2 SUMADORES BINARIOS 8.2.1 Semisumador 8.2.2 Sumador completo 8.2.3 Sumador paralelo con acarreo serie 8.3 RESTADORES BINARIOS 8.4 UNIDAD ARITMÉTICO-LÓGICA (ALU) PROBLEMAS PROPUESTOS CAPÍTULO 9. CIRCUITOS SECUENCIALES BIESTABLES 9.1 DEFINICIONES Y GENERALIDADES 9.1.1 Diferencias entre circuitos combinacionales y circuitos secuenciales 9.2 RELOJES Y TEMPORIZADORES 9.2.1 El circuito RC 9.2.2 Circuitos monoestables 9.2.3 Monoestable como operacional 9.2.4 Multivibrador astable 9.2.5 Astable con operacional 9.2.6 Multivibrador astable basado en cristal de cuarzo PROBLEMAS PROPUESTOS 9.3 BIESTABLES 9.3.1 Definiciones y generalidades 9.3.2 Biestables asíncronos 9.3.3 Biestables síncronos 9.3.4 Resumen de ecuaciones de biestables CAPÍTULO 10. CIRCUITOS SECUENCIALES. SISTEMAS ASÍNCRONOS 10.1 DEFINICIONES Y GENERALIDADES 10.1.1 Introducción 10.1.2 Modelo del autómata de Moore y Mealy 10.1.3 Realimentación de las variables internas 10.1.4 Estabilidad 10.1.5 Transiciones entre estados no adyacentes 10.1.6 Utilización 10.2 SÍNTESIS DE SISTEMAS SECUENCIALES ASÍNCRONOS 10.2.1 Identificación de las variables de entrada/salida 10.2.2 Construcción del diagrama de estados y de la tabla de fases 10.2.3 Determinación de estados equivalentes o pseudoequivalentes 10.2.4 Tabla de fusión 10.2.5 Codificación de estados internos 10.2.6 Tabla de excitación 10.2.7 Ecuaciones lógicas de las salidas y de las variables internas 10.2.8 Circuito lógico CAPÍTULO 11. CIRCUITOS SECUENCIALES. SISTEMAS SÍNCRONOS 11.1 DEFINICIONES Y GENERALIDADES 11.1.1 Introducción 11.2 SÍNTESIS DE SISTEMAS SECUENCIALES SÍNCRONOS 11.2.1 Identificación de las variables de entrada/salida 11.2.2 Construcción del diagrama de estados y de la tabla de fases 11.2.3 Determinación de estados equivalentes o pseudoequivalentes. Minimización de estados 11.2.4 Tabla de fusión 11.2.5 Codificación de estados internos 11.2.6 Elección de los elementos de memoria 11.2.7 Tabla de excitación 11.2.8 Ecuaciones lógicas de las salidas y de las variables internas, simplificadas 11.2.9 Circuito lógico 11.3 ARRANQUE DEL AUTÓMATA FINITO CAPÍTULO 12. CIRCUITOS SECUENCIALES. REGISTROS Y CONTADORES 12.1 DEFINICIONES Y GENERALIDADES 12.1.1 Introducción 12.2 REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO 12.2.1 Registros de entrada serie 12.2.2 Registros de entrada paralelo 12.3 CONTADORES 12.3.1 Características de los contadores 12.3.2 Diseño de un contador en modo síncrono 12.3.3 Diseño de un contador en modo asíncrono CAPÍTULO 13. MEMORIAS DE SEMICONDUCTORES 13.1 INTRODUCCIÓN 13.2 ESTRUCTURA GENERAL DE UNA MEMORIA 13.3 ESTRUCTURA INTERNA DE UNA MEMORIA 13.4 CARACTERÍSTICAS DE UNA MEMORIA 13.5 CLASIFICACIÓN DE LAS MEMORIAS 13.5.1 Memorias RAM estáticas (SRAM 13.5.2 Memorias RAM dinámicas (DRAM 13.5.3 Memorias ROM 13.5.4 Memorias PROM 13.5.5 Memorias EPROM 13.5.6 Memorias EEPROM 13.5.7 Memorias FLASH 13.5.8 Memorias NOVRAM MATERIAL ADICIONAL ESTRUCTURA Y CONTENIDO DEL MATERIAL ADICIONAL LISTA DE EJEMPLOS BIBLIOGRAFÍA ÍNDICE ALFABÉTICO
