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Estructura del libro
Relación de unidades didácticas
UD1: Introducción a la electrónica digital
UD2: Puertas lógicas
UD3: Familias lógicas
UD4: Bloques funcionales combinacionales
UD5: Aritmética en los códigos binarios
UD6: Lógica secuencial. Biestables
UD7: Circuitos secuenciales. Registros y contadores
UD8: Circuitos complementarios de electrónica digital
UD9: Dispositivos lógicos programables
UD10: Dispositivos microprogramables
UD11:Microcontrolador PIC 16F8X (Arquitectura, lenguajes de programación)
UD12:Periféricos, interrupciones, memoria EEPROM, etc. del PIC16F84
Alegorías
Unidad 1. Ceros y unos sobre el pensadorde Rodin.
Unidad 2. Circuito sobre puerta sobre el marde Hopper
Unidad 3. Hoja de características sobre familia de acróbatasde Picasso
Unidad 4. Estación meteorológica sobre faroen two lightsde Hopper
Unidad 5. Ábaco y el cambista y su mujerde Van Reymerswaele
Unidad 6. Placa de circuito sobre xilografíade Friedrich Exter2
Unidad 7. Registro de desplazamiento sobre autorretratode Warhol
Unidad 8. Imagen digitalizada de Argos de los cien ojos
Unidad 9. Circuito con memorias sobre la memoriade Magritte
Unidad 10. Pentagrama con instrucciones de micro sobre director de orquesta
Unidad 11. Microcontrolador sobre the circle theatrede Hopper
Unidad 12. Microcontroladores sobre la persistencia de la memoriade Dalí
UD1 - Introducción a la electrónica digital
1. Señales y sistemas de control. Codificación de magnitudes . . . . . . . 2
1.1 Sistemas de numeración y codificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.1 El sistema de numeración decimal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.2 El sistema de numeración binario (binario natural) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1.3 Ejercicios de cambio de base entre los sistemas decimal y binario . . . . . . 8
1.1.4 El sistema de numeración hexadecimal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.1.5 Ejercicios de cambio de base entre los sistemas hexadecimal
y decimal o binario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.1.6 El sistema de numeración octal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.1.7 Ejercicios de cambio de base entre los sistemas octal
y decimal o binario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.1.8 Herramientas informáticas para el trabajo con los sistemas
de numeración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.1.9 Utilización de la calculadora de Windows para la
realización de cambios de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.2 Otros sistemas de codificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.2.1 Sistemas binarios numéricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.2.2 Ejercicios de cambio de base entre los sistemas decimal y BCD . . . . . . . . 23
1.2.3 Sistemas de codificación alfanumérica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2. Lógica proposicional y álgebra de Boole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.1 La lógica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.2 La lógica proposicional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.2.1 Ejercicios de identificación de los elementos lógicos
de una proposición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.3 El álgebra de Boole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3.1 La lógica proposicional como álgebra de Boole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.3.2 Teoremas del álgebra de Boole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.3.3 Ejercicios de simplificación de expresiones lógicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.3.4 Funciones booleanas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.3.5 Ejercicios de identificación de funciones lógicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.3.6 Expresiones canónicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.3.7 Ejercicos con la expresiones canónicas de las funciones . . . . . . . . . . . . . . 41
2.4 Aplicación a los procesadores digitales electrónicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3. Autoevaluación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
UD2: Puertas lógicas
1. Funciones primitivas de electrónica digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
1.1 Funciones primitivas de electrónica digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
1.2 Ejemplos resueltos de aplicaciones básicas con puertas lógicas . . . . . . . . . . 50
1.3 Implementación de un circuito digital con puertas lógicas . . . . . . . . . . . . . . 51
1.4 Ejemplos resueltos de funciones lógicas utilizando puertas lógicas . . . . . . . 51
1.4.1 Necesidad de las puertas complementadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
L gica digital y prog_ U 00.qxp 06/05/2007 23:14
1.5 Ejemplos resueltos de implementación de funciones lógicas
utilizando puertas con sa-lida complementada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2. Aplicación OrCAD para la captura y la simulación
de circuitos digitales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.1 Aplicación Capture del programa Orcad para la realización
de esquemas digitales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.2 Método de trabajo con OrCAD Simulate Demo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
2.2.1 Ejemplos resueltos con la aplicación PSpice del programa Orcad
para la simulación de circuitos digitales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3. Método de Karnaugh de simplificación de funciones lógicas . . . . . . 61
3.1 Método de Karnaugh (procedimiento) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.2 Ejemplos resueltos de simplificación de funciones lógicas
por el método de Karnaugh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.3 Funciones incompletas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.4 Ejemplos resueltos con funciones incompletas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.5 Ejemplos resueltos de funciones lógicas con circuitos integrados . . . . . . . . . 65
Aplicación práctica : Análisis, captura y simulación con OrCAD
de un circuito básico con puertas lógicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4. Autoevaluación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Esta obra recorre las materias fundamentales de la electrónica digital, basándose en el currículo del módulo del mismo nombre del Ciclo Formativo de Desarrollo de Productos Electrónicos. Está especialmente indicada para alumnos y profesores de este ciclo, para cursos de reciclaje en empresas, pudiendo también resultar interesante en los estudios de ciertas especialidades de ingeniería y, en general, para todo aquel interesado en la electrónica digital.
La estructura del libro consta de dos partes: la primera se dedica a la electrónica digital cableada y la segunda a la electrónica digital programable. La unidad 1 inicia al lector en la necesidad de la electrónica digital y de su existencia, abriendo las bases de la lógica digital. Las unidades 2 a 8 desarrollan la electrónica digital cableada proporcionado al lector los conocimientos necesarios para realizar pequeñas aplicaciones simuladas a través de medios informáticos e incluso con la posibilidad de realizarlos con unos mínimos medios de forma real. Éstas desarrollan la aplicación OrCAD para el diseño y simulación electrónicos, apoyándose por los diferentes tutoriales que se suministran en el disco que acompaña el libro. Las unidades 9 a 12 tratan de la electrónica programable. La unidad 9 inicia al lector en el mundo de la programación a través de las memorias electrónicas y los dispositivos lógicos programables. Las tres últimas unidades se refieren a la electrónica basada en dispositivos microprogramables, centrándose en los microcontroladores y en particular en el PIC16F84A, que dispone de herramientas de programación y simulación proporcionadas por el fabricante y del cual se desarrollan diferentes aplicaciones prácticas.
Este libro dispone de tutoriales del OrCAD Capture, del OrCAD Pspice y del MPLAB para una mejor utilización de los recursos informáticos.
Va acompañado de un CD con aplicaciones informáticas de libre distribución (en versión de demostración o facilitadas de forma gratuita por el fabricante), hojas de características, necesarias para realizar los diferentes ejercicios y aplicaciones prácticas propuestas y las soluciones de los ejercicios de autoevaluación planteados en cada uno de los capítulos.
