instituto tecnologico de apizaco

instituto tecnologico de apizacoReporte 1

NOMBRE: CRISTHIAN DELGADO DIAZ

PROFESOR: DR. FRANCISCO TEMOLTZI AVILA

MATERIA: ELECTRONICA DIGITAL

SEMESTRE: 5to SEMESTRE

CARRERA: ELECTROMECANICA

El trmino digital se deriva de la forma en que las computadoras realizan las operaciones contando dgitos. Hoy da, la tecnologa digital tiene aplicacin en un amplio rango de reas adems de la informtica. Aplicaciones como la televisin, los sistemas de comunicaciones, de radar, sistemas de navegacin y guiado, sistemas militares, instrumentacin mdica, control de procesos industriales y electrnica de consumo, usan todos ellos tcnicas digitales.Los circuitos electrnicos pueden dividirse en dos amplias categoras: digitales y analgicos. La electrnica digital utiliza magnitudes con valores discretos y la electrnica analgica emplea magnitudes con valores continuos.Una magnitud analgica es aquella que toma valores continuos. Una magnitud digital es aquella que toma un conjunto de valores discretos.

La ventaja de las magnitudes digitales. La principal ventaja es que los datos digitales pueden ser procesados y transmitidos de forma ms fiable y eficiente que los datos analgicos.

Un sistema electrnico analgico puede ser un sistema de altavoz, que se emplea para amplificar el sonido de modo que pueda ser escuchado por una gran audiencia, es un ejemplo de una aplicacin de electrnica digital.

Sistema que utiliza mtodos digital y analgico puede ser un reproductor de CD es un ejemplo de un sistema en que se emplean tanto circuitos digitales como analgicos.

DGITOS BINARIOS, NIVELES LGICOS Y FORMAS DE ONDA DIGITALES.

La electrnica digital utiliza sistemas y circuitos en los que slo existen dos estados posibles. Estos estados se representan mediante dos niveles de tensin diferentes: ALTO (HIGH) y BAJO (LOW). Estos dos estados tambin pueden representarse mediante niveles de corriente, bits y relieves. En los sistemas digitales como las computadoras, las combinaciones de los dos estados, denominadas cdigos, se emplean para representar nmeros, smbolos, caracteres alfabticos y otros tipos de datos. El sistema de numeracin de dos estados se denomina binario y los dos dgitos que emplea son 0 y 1. Un dgito binario se denomina bit.

Dgitos binarios.

Cada uno de los dos dgitos del sistema binario, 1 y 0, se denomina bit. En los circuitos digitales se emplean dos niveles de tensin diferentes para representar los dos bits. Por lo general, el 1 se representa mediante el nivel de tensin ms elevado, que se denomina nivel ALTO (HIGH) y 0 se representa mediante el nivel de tensin ms bajo, que se denomina nivelBAJO (LOW). Este convenio recibe el nombre de lgica positiva. Un sistema en el que un 1 se representa por un nivel BAJO y un 0 mediante un nivel ALTO se dice que emplea lgica negativa. Los grupos de bits (combinaciones de 1s y 0s), llamados cdigos, se utilizan para representar nmeros,letras, smbolos, instrucciones y cualquier otra cosa que se requiera en una determinada aplicacin.

Niveles lgicos.Las tensiones empleadas para representar un 1 y un 0 se denominan niveles lgicos. Un nivel de tensin representa un nivel ALTO y otro nivel de tensin representa un nivel BAJO. Sin embargo, en un circuito digital real, un nivel ALTO puede ser cualquier tensin entre un valor mnimo y un valor mximo especificados. Del mismo modo, un nivel BAJO puede ser cualquier tensin comprendida entre un mnimo y mximo especificados. No puede existir solapamiento entre el rango aceptado de niveles ALTO y el rango aceptado de niveles BAJO.

Formas de ondas digitales.Las formas de onda digitales consisten en niveles de tensin que varan entre los estados o niveles ALTO yBAJO.

Las tres operaciones lgicas bsicas son NOT, AND y OR. Sus smbolos estndar son los indicados en la Figura:

Las funciones lgicas bsicas son: comparacin, aritmtica, conversin de cdigo, decodificacin, codificacin, seleccin de datos, almacenamiento y recuento. Las dos categoras fsicas ms importantes de los encapsulados de CI son: montaje de insercin y montaje superficial. Las categoras de los CI segn la complejidad del circuito son: SSI (integracin a baja escala), MSI (integracin a media escala), LSI, VLSI y ULSI (integracin a gran escala, a muy gran escala y a ultra gran escala). Los dos tipos de dispositivos lgicos programables simples (SPLD) son: PAL (Programmable Array Logic) y GAL (Generic Array Logic). El CPLD (Complex Programmable Logic Device) contiene mltiples SPLD con interconexiones programables. La FPGA (Field Programmable Gate Array) tiene una estructura interna diferente que el CPLD y, generalmente, se utiliza para circuitos y sistemas ms complejos. Los instrumentos ms comnmente utilizados para la realizacin de pruebas y la localizacin de averas de los circuitos digitales son: el osciloscopio, el analizador lgico, el generador de seales, el generador de funciones, la fuente de alimentacin continua, el multmetro digital, la sonda lgica y el pulsador lgico.

SISTEMAS NUMRICOS

Digito: Es un signo que representa una cantidad contable. Dependiendo del sistema de numeracin, sern los diferentes signos que se tenga para representar cualquier cantidad.

Numero: Es la representacin de una cantidad contable por medio de uno o ms dgitos.

Sistema de Numeracin: Es un conjunto de dgitos que sirven para representar una cantidad contable.

El nombre del sistema de numeracin que se trate sern los diferentes dgitos posibles para tal representacin.

As tambin los sistemas de numeracin se les llaman base, de tal manera que el sistema de numeracin binario, tambin se le llama base 2.

Los sistemas de numeracin ms utilizados en electrnica son:

Binario o Base 2 (0, 1)

Octal o Base 8 (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)

Hexadecimal o Base 16 (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F)

Decimal o Base 10 (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)

Absoluto

Valores de un digito

Relativo

Valor Absoluto de un Digito: Es aquel representa un digito sin importar donde se encuentre as:

5 2 7 6 10 BASE 10

5 Cinco 2 Dos 7 Siete 6 Seis

Valor Relativo de un Digito: Es aquel representa el mismo digito, dependiendo de la posicin que se encuentre con respecto a la divisin de los enteros y las fracciones.

53 22 71 60 = Cinco mil, doscientos, Setenta y Seis

5 x 103 + 2 x 102 + 7 x 101 + 6 x 100

5 x 1000 + 2 x 100 + 7 x 10 + 6 x 1

Conversiones Entre los Sistemas de Numeracin

Conversin de decimal a cualquier otro sistema de numeracin:

Para convertir de decimal a cualquier otro sistema se har por divisin sucesiva, es decir que si queremos convertir a binario un numero de decimal, bastara dividir entre dos la cantidad y el resultado volverlo a dividir hasta que el resultado sea menor a 2, siempre con nmeros enteros, de tal manera si l numero decimal es non o impar sobrara siempre uno y si es par sobrara cero y estos residuos se pondrn en orden de la ltima divisin a la primera y se da dicho numero binario.En matemticas, varios sistemas de notacin que se han usado o se usan para representar cantidades abstractas denominadas nmeros. Un sistema numrico est definido por la base que utiliza. La base de un sistema numrico es el nmero de smbolos diferentes o guarismos, necesarios para representar un nmero cualquiera de los infinitos posibles en el sistema.

A lo largo de la historia se han utilizado multitud de sistemas numricos diferentes, pero existen 4 de sistemas numricos de los ms utilizados en la actualidad y son:

Binario o Base 2 (2 Dgitos, 0 - 1)

Octal o Base 8 (8 Dgitos, 0 - 7)

Decimal o Base 10 (10 Dgitos, 0 - 9)

Hexadecimal o Base 16 (16 Dgitos, 0 - f)

Sistema Numrico Binario o Base 2

El sistema de numeracin ms simple que usa la notacin posicional es el sistema de numeracin binario. Este sistema, como su nombre lo indica, usa solamente dos dgitos (0,1).

Sistema Numrico Octal o Base 8

El sistema de numeracin octal es tambin muy usado en la computacin por tener una base que es potencia exacta de 2 o de la numeracin binaria. Esta caracterstica hace que la conversin a binario o viceversa sea bastante simple. El sistema octal usa 8 dgitos (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) y tienen el mismo valor que en el sistema de numeracin decimal. Como el sistema de numeracin octal usa la notacin posicional entonces para el nmero 3452.32q tenemos:

2*(80) + 5*(81) + 4*(82) + 3*(83) + 3*(8-1) + 2*(8-2) = 2 + 40 + 4*64 + 64 + 3*512 + 3*0.125 + 2*0.015625 = 2 + 40 + 256 + 1536 + 0.375 + 0.03125 = 1834 + 40625d entonces, 3452.32q = 1834.40625d

Los nmeros octales pueden construirse a partir de nmeros binarios agrupando cada tres dgitos consecutivos de estos ltimos (de derecha a izquierda) y obteniendo su valor decimal.

Por ejemplo, el nmero binario para 74 (en decimal) es 1001010 (en binario), lo agruparamos como 1 001 010. De modo que 74 en octal es 112.

Es posible que la numeracin octal se usara en el pasado en lugar del decimal, por ejemplo, para contar los espacios interdigitales o los dedos distintos de los pulgares. Esto explicara por qu en latn nueve (novem) se parece tanto a nuevo (novus). Podra tener el significado de nmero nuevo.

Sistema Numrico Decimal o Base 10

El sistema de numeracin decimal es el ms usado, tiene como base el nmero 10, o sea que posee 10 dgitos (o smbolos) diferentes (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9). El sistema de numeracin decimal fue desarrollado por los hindes, posteriormente lo introducen los rabes en Europa, donde recibe el nombre de sistema de numeracin decimal o arbigo. Si se aplica la notacin posicional al sistema de numeracin decimal entonces el dgito nmero n tiene el valor: (10n)* A

Este valor es positivo y es mayor o igual que uno si el dgito se localiza a la izquierda del punto decimal y depende del dgito A, en cambio el valor es menor que uno si el dgito se localiza a la derecha del punto decimal. Por ejemplo, el nmero 3489.125 expresado en la notacin posicional es:

Primero 9 * (100) = 9 --------- primero 1*(10-1) = 0.1 Segundo 8 * (101) = 80 -------- segundo 2*(10-2) = 0.02 Tercero 4 * (102) = 400 -------- tercero 5*(10-3) = 0.005 Cuarto 3 * (103) = 3000

Notacin Posicional del Sistema

(10-6) = 0.000001 (10-5) = 0.00001 (10-4) = 0.0001 (10-3) = 0.001 (10-2) = 0.01 (10-1) = 0.1 (100) = 1 (101) = 10 (102) = 100 (103) = 1000 (104) = 10000 (105) = 100000 (106) = 10000000

Sistema Numrico Hexadecimal o Base 16

El sistema de numeracin hexadecimal, o sea de base 16, (es comn abreviar hexadecimal como hex aunque hex significa base seis y no base diecisis). El sistema hexadecimal es compacto y nos proporciona un mecanismo sencillo de conversin hacia el formato binario, debido a esto, la mayora del equipo de cmputo actual utiliza el sistema numrico hexadecimal. Como la base del sistema hexadecimal es 16, cada dgito a la izquierda del punto hexadecimal representa tantas veces un valor sucesivo potencia de 16, por ejemplo, el nmero 123416 es igual a:

1*163 + 2*162 + 3*161 + 4*160

Lo que da como resultado:

4096 + 512 + 48 + 4 = 466010

Cada dgito hexadecimal puede representar uno de diecisis valores entre 0 y 1510. Como slo tenemos diez dgitos decimales, necesitamos inventar seis dgitos adicionales para representar los valores entre 1010 y 1510. En lugar de crear nuevos smbolos para estos dgitos, utilizamos las letras A a la F.Introduccin.

CDIGOS.

Es cualquier sistema de representacin de informacin mediante variables binarias. Se basa en representar binariamente la informacin numrica decimal.

CODIGO BCD NATURAL.

Al hacerse necesario el mostrar los datos en formato decimal, se necesita tantos elementos como dgitos tenga el dato, ejemplo las calculadoras, donde la visualizacin de los datos se realiza mediante visualizadores desplaye de siete segmentos.

En estas aplicaciones aquellos cdigos que hacen que se representen cada uno de estos dgitos decimales, se denominan cdigos BCD, significando decimal codificado en binario (Binary Coded Decimal).

Entre estos cdigos, el de ms inters prctico, encontramos e l BCD natural, que basa en representar cada dgito decimal a su correspondiente binario natural. Cada dgito corresponde a un grupo de 4 bits.

Se requiere que los datos de entrada decimales, sean convertidos internamente a BCD. Para obtener los datos se requiere una conversin inversa. (Pasar de BCD a decimal)

Para realizar esto se requieren unos circuitos integrados (CI) codificadores y decodificadores que junto con desplaye, permiten operar en el sistema decimal, aunque el aparato lo haga internamente en binario.

El cdigo BCD es un cdigo ponderado; a cada bit le corresponde un valor (peso) de acuerdo con la posicin que ocupa, igual que el binario natural. Los pesos son: 8-4-2-1.

La representacin del 1 al 9 corresponde con el binario natural, pero a partir del nmero decimal 10, se precisan dos grupos de 4 bits por dgito.

Ejemplo: el nmero 13.

00010011

13

CODIGO BCD AIKEN

Los cdigos pueden ser de tipo ponderado o no. En los cdigos ponderados el nmero decimal equivalente se obtiene mediante la suma de los pesos de los dgitos binarios que forman el cdigo.

CODIGO EXCESO 3.

Es un cdigo BCD no ponderado, cada combinacin se obtiene sumando el valor 3 a cada combinacin binaria BCD natural.

CODIGO GRAY.

Este cdigo resulta interesante en aplicaciones industriales, ya que reduce las posibilidades de fallos por errores en el cdigo. Se emplea codificadores de posicin de un eje, obteniendo una combinacin binaria correspondiente a una posicin angular, algo muy utilizado en robtica y en conversiones de magnitudes analgicas a digitales.

Se denomina como cdigo progresivo, en los que cada combinacin difiere de la anterior y siguiente en uno de sus dgitos. Tambin conocido como cdigos continuos, cuando en la primera y ltima combinacin difieren en un solo bit y se les denomina cclicos.

CODIGOS ALFANUMERICOS.

Son aquellos que permiten la codificacin de letra y signos especiales, como las letras y signos que aparecen en la pantalla de un ordenador tambin operan en binario y existe una codificacin binaria de la informacin alfanumrica.

Los smbolos A, B , # ,=, /,%, tambin les corresponden ciertas combinaciones binarias, a cada uno de esta simbologa codificada se le denomina carcter.

El cdigo alfanumrico ms popular es el denominado ASCII ( American Standard Code for Information Interchange). Cdigo de 7 caracteres, ms 1 de control (paridad).

Es el ms utilizado en los ordenadores, as cuando pulsamos una tecla e el teclado, estamos enviando al procesador un cdigo binario.