Compuerta AND - comunicaciondedatos2009

Las compuertas lógicas son bloques de construcción básica de los sistemas
digitales; operan con números binarios, por lo que se les denomina puertas
lógicas binarias.
En los circuitos digitales todos los voltajes, a excepción de las fuentes de
alimentación, se agrupan en dos posibles categorías: voltajes altos y voltajes
bajos.
Todos los sistemas digitales se construyen utilizando básicamente tres
compuertas lógicas básicas, estas son las AND, OR y NOT; o la combinación de
estas.
Compuerta AND
La compuerta AND o Y lógica es una de las compuertas más simples dentro de
la Electrónica Digital.
Su representación es la que se muestra en las siguientes figuras.
La primera es la representación de una compuerta AND de 2 entradas y la
segunda de una compuerta AND de 3 entradas.
La compuerta Y lógica más conocida tiene dos entradas A y B, aunque puede
tener muchas más (A,B,C, etc.) y sólo tiene una salida X.
La compuerta AND de 2 entradas tiene la siguiente tabla de
verdad.
Se puede ver claramente que la salida X solamente es "1" (1
lógico, nivel alto) cuando la entrada A como la entrada B están en
"1". En otras palabras...
La salida X es igual a 1 cuando la entrada A y la entrada B
son 1
Esta situación se representa en álgebra booleana como:X = A*B o X = AB.
Una compuerta AND de 3 entradas se puede implementar con interruptores,
como se muestra en el siguiente diagrama.
La tabla de verdad se muestra al lado derecho donde: A = Abierto y C =
Cerrado.
Una compuerta AND puede tener muchas entradas.
Una compuerta AND de múltiples entradas puede ser creada conectando
compuertas simples en serie.
El problema de poner compuertas en cascada, es que el tiempo de propagación
de la señal desde la entrada hasta la salida, aumenta.
Si se necesita una compuerta AND de 3 entradas y no una hay disponible, es
fácil crearla con dos compuertas AND de 2 entradas en serie o cascada como se
muestra en el siguiente diagrama.
Se observa que la tabla de verdad correspondiente es similar a la mostrada
anteriormente, donde se ultilizan interruptores.
Se puede deducir que el tiempo de propagación de la señal de la entrada C es
menor que los de las entradas A y B (Estas últimas deben propagarse por dos
compuertas mientras que la entrada C se propaga sólo por una compuerta)
De igual manera, se puede implementar compuertas AND de 4 o más entradas
Circuito lógico es aquel que maneja la información en forma de "1" y "0", dos
niveles lógicos de voltaje fijos. "1" nivel alto o "high" y "0" nivel bajo o "low".
Los circuitos lógicos están compuestos por elementos digitales como la
compuerta AND (Y), compuerta OR (O), compuerta NOT (NO)......
y combinaciones poco o muy complejas de los circuitos antes mencionados.
Estas combinaciones dan lugar a otros tipos de elementos digitales como los
compuertas, entre otros.
- compuerta nand (No Y)
- compuerta nor (No O)
- compuerta or exclusiva (O
exclusiva)
- mutiplexores o multiplexadores
- demultiplexores o
demultiplexadores
- decodificadores
-
codificadores
memorias
flip-flops
microprocesadores
microcontroladores
etc.
La electrónica moderna usa electrónica digital para realizar muchas funciones.
Aunque los circuitos electrónicos podrían parecer muy complejos, en realidad
se construyen de un número muy grande de circuitos muy simples.
En un circuito lógico digital se transmite información binaria (ceros y unos)
entre estos circuitos y se consigue un circuito complejo con la combinación de
bloques de circuitos simples.
La información binaria se representa en la forma de:
- "0" ó "1",
- "abierto" ó "cerrado" (interruptor),
- "On" y "Off",
- "falso" o "verdadero", etc.
Los circuitos lógicos se pueden representar de muchas maneras. En los
circuitos de los gráficos anteriores la lámpara puede estar encendida o apagada
("on" o "off"), dependiendo de la posición del interruptor. (apagado o encendido)
Los posibles estados del interruptor o interruptores que afectan un circuito se
pueden representar en una tabla de verdad.
Compuertas Lógicas: Las compuertas lógicas son
dispositivos que operan con aquellos estados lógicos
mencionados en la página anterior y funcionan igual que
una calculadora, de un lado ingresas los datos, ésta
realiza una operación, y finalmente, te muestra el
resultado.
Cada una de las compuertas lógicas se las representa
mediante un Símbolo, y la operación que realiza
(Operación lógica) se corresponde con una tabla,
llamada Tabla de Verdad, vamos con la primera...
* Compuerta NOT: Se trata de un inversor, es decir,
invierte el dato de entrada, por ejemplo; si pones su
entrada a 1 (nivel alto) obtendrás en su salida un 0 (o
nivel bajo), y viceversa. Esta compuerta dispone de una
sola entrada. Su operación lógica es s igual a a invertida:
* Compuerta AND: Una compuerta AND tiene dos
entradas como mínimo y su operación lógica es un
producto entre ambas, no es un producto aritmético,
aunque en este caso coincidan. *Observa que su salida
será alta si sus dos entradas están a nivel alto*
* Compuerta OR: Al igual que la anterior posee dos
entradas como mínimo y la operación lógica, será una
suma entre ambas... Bueno, todo va bien hasta que 1 + 1
= 1, el tema es que se trata de una compuerta O
Inclusiva es como a y/o b. *Es decir, basta que una de
ellas sea 1 para que su salida sea también 1*
* Compuerta OR-EX o XOR: Es OR EXclusiva en este
caso con dos entradas (puede tener más, claro está) y lo
que hará con ellas será una suma lógica entre a por b
invertida y a invertida por b. *Al ser O Exclusiva su
salida será 1 si una y sólo una de sus entradas es1*
Estas serían básicamente las compuertas más sencillas.
En el siguente capítulo comenzamos con las combinadas.