2.10FUNDAMENTOS ELECTRONICA DIGITAL 1.ppt

fundamentos de electrónica digital

1. s
Magnitud analógica: toma valores continuos
Magnitud digital: toma valores discretos
Ejemplo de magnitud analógica:
Ejemplo de magnitud analógica discretizada:
Cada valor discreto se puede
representar por un código digital
Magnitudes analógicas/digitales
EJEMPLO:
EL SONIDO

2. El término ANALÓGICO signica todo aquel proceso entrada/salida
cuyos valores son continuos.
Algo continuo es todo aquello que puede tomar una infinidad de
valores dentro de un cierto limite, superior e inferior.
El témino DIGITAL de la misma manera involucra valores de
entrada/salida discretos.
Algo discreto es algo que puede tomar valores fijos. En el caso de las
comunicaciones digitales y el cómputo, esos valores son el CERO (0)
o el UNO (1) o Bits (BInary DigiTs).

3. En las señales analógicas, la información se encuentra en la forma
de la onda
Los problemas de los sistemas analógicos son:
1. La información está ligada a la forma de la onda. Si esta se degrada,
se pierde información
2. Cada tipo de señal analógica necesita de unos circuitos electrónicos
particulares (No es lo mismo un sistema electrónico para audio que
para vídeo, puesto que las señales tienen características completamente
diferentes).
La electrónica digital trabaja con números.
La información está en los números y no en la forma de señal.
Cualquier señal siempre se puede convertir a números y
recuperarse posteriormente
Un circuito digital realiza manipulaciones sobre los números de
entrada y genera unos números de salida.

4. En los circuitos digitales, se usan dos tensiones diferentes:

•una para representar el dígito ’1’
•y otra para representar el dígito ’0’.
En la electrónica tradicional se usan:
• 5 voltios para el digito ’1’
•y 0 voltios para el digito ’0’

5. Sistema binario
Es aquel sistema que sólo tiene dos estados distintos:
•VERDADERO/FALSO
•ABIERTO/CERRADO
•0/1
•ENCENDIDO/APAGADO
•ALTO/BAJO
•0V/5V
Los dos estados se suelen representar por los símbolos 0 y 1
A los dos símbolos se les llama BITS (binary digit)
A los grupos de bits (combinaciones de 0s y 1s) se les llama CÓDIGOS:
001100101111100000 011100

6. Códigos binarios
CÓDIGO:Representación unívoca de la información, de tal manera
que a cada dato se le asigna una combinación de símbolos
determinados y viceversa.
•Código binario natural
•Código decimal codificado en binario
•Códigos progresivos
•Códigos detectores de error
•Códigos correctores de error

7. Un número se representa por una sucesión ordenada de dígitos
situados a izquierda y derecha de un punto de referencia (punto o
coma decimal).
En un código posicional de base b, cada uno de los posibles dígitos
tiene un valor dado por la expresión p
i•b
i
, siendo p el dígito e i su
posición respecto al punto de referencia (dígitos a la izquierda:
posiciones positivas, dígitos a la derecha: posiciones negativas, 0:
primera posición a la izquierda):
Para un número N en base b con n+1 dígitos enteros y k dígitos
decimales, su valor será:
p
n
•b
n
+p
n-1
•b
n-1
+......+ p
1
•b
1
+ p
0
•b
0
+ p
-1
•b
-1
+.........+ p
-k
•b
-k
En base 2, b=2 y p puede tomar valores 0 o 1. Por ejemplo:
1 0 1 0
2 = 1 • 2
3
+ 0 • 2
2
+ 1 • 2
1
+ 0 • 2
0
= 8 + 0 + 2 + 0 = 10
10
Paso de binario a decimal: resolver el polinomio
Código binario natural
Binario
Decimal
Ej:1100 // 101//
11010101
1011 // 10111

8. Parte entera: Se divide el número decimal por
dos, siendo el resto el dígito binario menos
significativo (p
0
); el cociente de esta división se
vuelve a dividir por dos indicando el nuevo resto
el dígito siguiente (p
1); se continúa el proceso
hasta que el cociente sea menor que dos.
Paso de decimal a binario natural
p
n•b
n
+p
n-1•b
n-1
+......+ p
1•b
1
+ p
0•b
0
+ p
-1•b
-1
+.........+ p
-k•b
-k
Parte decimal: Se multiplica por dos; la parte decimal
se vuelve a multiplicar por dos y así sucesivamente
hasta que el resultado decimal sea cero o se alcance la
precisión necesaria. El número binario equivalente es la
sucesión de valores enteros generada

9. Paso de decimal a binario natural
(((p
n
•b+p
n-1
)•b+......+ p
1
)•b+ p
0
57
281 2
14
0
2
7
0
2
3
1
2
1
1
(((p
-k•b
-1
+ p
-k-1)•b
-1
+.......+ p
-1)•b
-1
p
n
•b
n
+p
n-1
•b
n-1
+......+ p
1
•b
1
+ p
0
•b
0
+ p
-1
•b
-1
+.........+ p
-k
•b
-k
0.63
X 2
2
1 . 26
X 2
0 . 52
X 2
1 . 04
X 2
0 . 08
57,63
10
=111001,1010
2
Ej: 63// 100// 28,6 //71,2

10. Códigos decimales codificados en binario
Asignan un código binario a cada dígito decimal
10 dígitos decimales diferentes  códigos de 4 bits
Códigos ponderados:
BCD natural: pesos 8421
BCD Aiken: pesos 2421 (autocomplementario)
Códigos no ponderados:
BCD exceso tres (autocomplementario)
BCD natural BCD Aiken
8 4 2 1 2 4 2 1
BCD exceso tres
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0
2 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1
3 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0
4 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1
5 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0
6 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1
7 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0
8 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1
9 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0

3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

11. Códigos progresivos
Cada código sólo difiere del anterior y el siguiente en el
valor de uno de los dígitos.
000
001
011
010110
111
101
100
Código de Gray
000
001
011
010
110
111
101
100
Encoder

12. Método para convertir un número en binario a GRAY
.
Para convertir un número binario a código Gray, se sigue el siguiente
método:
(analizar el gráfio siguiente)

1. Se suma el número en binario con el mismo, pero el segundo
sumando debe correrse una cifra a la derecha. Ver el gráfico.
2. Se realiza una suma binaria cifra con cifra sin tomar en cuenta el
acarreo y se obtiene la suma total.
3. Al resultado anterior se le elimina la ultima cifra del lado derecho
(se elimina el cero que está en rojo), para obtener el código GRAY.
1+1=0, 0+0=0 , 1+0=1 y 0+1=1
0

13. Método para convertir código GRAY a binario
1. El primer dígito del código Gray será el mismo que el del
binario
2. Si el segundo dígito del código Gray es "0", el segundo dígito
binario es igual al primer digito binario, si este dígito es "1" el
segundo dígito binario es el inverso del primer dígito binario.
3. Si el tercer dígito del código Gray es "0", el tercer dígito binario
es igual al segundo dígito binario, si este dígito es "1", el tercer
dígito binario es el inverso del segundo dígito binario..... y así hasta
terminar.
1
    1    0    0
 
\   / \   / \   /
 
 I      I     I
1 0
      0    0

14. Códigos detectores de error
Se añade un bit adicional (bit de paridad) al código:
•Paridad par: el número total de “1” contando el bit de
paridad es par
•Paridad impar: el número total de “1” contando el bit
de paridad es impar
BCD
0 0000
1 0001
2 0010
3 0011
4 0100
5 0101
6 0110
7 0111
8 1000
9 1001
BCD paridad par
0000 0
0001 1
0010 1
0011 0
0100 1
0101 0
0110 0
0111 1
1000 1
1001 0
BCD paridad impar
0000 1
0001 0
0010 0
0011 1
0100 0
0101 1
0110 1
0111 0
1000 0
1001 1

15. Códigos correctores de error
La paridad simple detecta pero no corrige; se hace preciso acudir
a la Paridad entrelazada:
000001 1
000011 0
010101 1
111011 1
101100 1
Datos enviados,
con paridad
horizontal par
Palabra de paridad
vertical par
000101 1
000011 0
010101 1
111011 1
101100 1
¡ Se puede
corregir en
la
recepción!

16. Códigos de carácter
Código ASCII: Una secuencia de bits se utiliza para
representar caracteres : J=01001010
(American Standard Code Information Interchange)
También se utiliza para mandar comandos: Retorno de carro a una
impresora ...

17. Códigos octal y hexadecimal
Código octal : Código en base 8
Cada dígito toma valores entre 0 y 7
5470
8
= 5*8
3
+ 4*8
2
+ 7*8
1
+ 0*8
0
= 2560 + 256 + 56 + 0 = 2872
10

(Decimal)
Código hexadecimal: Código en base 16
Cada dígito toma valores entre 0 y 15; se hace preciso
distinguir de alguna forma los dígitos que tienen dos cifras
Ejemplo: 1 5 7 6
¿ Es “uno” y “cinco” o
es “quince”?
Los dígitos a partir del 10
(inclusive) se denominan con
letras:
A, B, C, D, E y F
5B70
h
= 5*16
3
+11*16
2
+7*16
1
+0*16
0
= 20480+2816+112+0=23408
10

18. Conversión binario  octal/hexadecimal
Binario  octal:
Se agrupan los bits de tres en tres a partir del
punto decimal, asignando el código octal a cada
grupo
10110.1001
2 = 0 1 0 1 1 0 . 1 0 0 1 0 0 =26.44
8
Binario  hexadecimal:
Se agrupan los bits de cuatro en cuatro a partir del
punto decimal, asignando el código hexadecimal a
cada grupo
10110.1001
2 = 0 0 0 1 0 1 1 0 . 1 0 0 1 =16.9
h
SE COMPLETA EL OCTETO SI FALTAN NUMEROS

19. Conversión octal/hexadecimal  binario
Octal / hexadecimal  binario :
Se asigna a cada dígito octal/hexadecimal su
correspondiente código binario
3 6 1 . 2 3
8
011 110 001 . 010 011
2
7 C 6 . F 1
h
0111 1100 0110 . 1111 0001
2
Ejemplos:
octal  binario
hexadecimal  binario

20. EJERCICIOS:
Pasar los siguientes números al sistema decimal:
d) 347
8
e) 2201
3
f) AF2
16
g) 10111
2
c) 29
11

21. Pasar de hexadecimal a binario:
0101101011111011
d) 01AC
e) 55AA
f) 3210
Pasar de binario a hexadecimal
10010001110000101
1111000011110000
0101010110101010