Abstract.- The present gathers all the information about The Digital Electronics, of the importance that this he has, also the applications that he could have and small circuits that could be very useful in the daily life, it has been described in a very detailed way the basic concepts of this matter or area, presently we focus ourselves with much more rigor in the area he practices, making brief explanations of each one of the exposed circuits, attempting is easier to understand this way the summary of this.
I. INTRODUCCIÓN.
La electrónica digital es una rama de la electrónica sumamente importante ya que es la base para entender todo lo concerniente a el almacenamiento de datos, ya que empezaremos con el almacenamiento de un bit con un flip – flop hasta muchos de estos con una memoria RAM, también con el conocimiento de esta materia y un poco de imaginación podemos hacer circuitos muy sencillos pero con una gran aplicación, como el mando de motores, ayudar en las instalaciones civiles, hacer un sencillo mando de un semáforo, hacer la automatización de instalaciones industriales, haciendo así el aporte con tecnología mucho mas nueva y económica, a continuación haremos la descripción de forma resumida de los conocimientos básicos que debemos tener para empezar a entender y explorar el mundo digital.
II. DESARROLLO.
1. SISTEMAS, CÓDIGOS Y OPERACIONES LÓGICAS.
Dentro de los sistemas numéricos digitales, podemos decir que son una manera diversa de numeración a manera de ceros y unos, dentro de lo que trataremos, también se podrá usar la terminología de niveles bajos o altos, entendiendo a los niveles bajos como ceros (0) y a los altos como unos (1), los mismos que también se les llamara bits.
La definición más básica o elemental de sistemas numéricos digitales es que es una forma más de representar a un número, en seguida describiremos los sistemas más comunes, para criterio del autor todos estos sistemas tienen la misma importancia así que el orden en el que se describan no representa el nivel de importancia.
a) SISTEMA DECIMAL.
Es el sistema normal que utilizamos para contar y el que conocemos desde la escuela, no tiene ninguna variante.
b) SISTEMA BINARIO.
El sistema binario es una manera de representar los números con ceros y uso a manera de códigos, ejemplo 9 1001.
c) SISTEMA HEXADECIMAL.
En este sistema no se diferencia en nada del sistema decimal hasta 9, después de eso se sigue contando con las letras del abecedario hasta la F que representa el 15.
d) CÓDIGO BCD (Binary Direct Code).
Este código se representa muy similar al sistema binario pero con 8bits, ejemplo: para representar el 33 se emplea el 0011 0011, que en binario se separa los números y se busca la equivalencia en binario.
Estos códigos son los más utilizados y los que se utilizara más adelante para realizar las prácticas o circuitos, a continuación en la tabla 1 exponemos las equivalencias más básicas de los diferentes sistemas.
2. CONVERSIONES.
En muchos casos es necesario cuando conocemos un numero pasarlo a su equivalente en otro tipo de sistema, por ello explicaremos las conversiones que podemos realizar.
a. CONVERSIÓN DE DECIMAL A BINARIO.
Para realizar estas conversiones tenemos que realizar múltiples divisiones para 2, ejemplo:
Convertir 34 a binario.
Como se puede apreciaren se realizó la múltiple división para 2, después de esto escribimos los números en el sentido que muestra la flecha.
100010 > 34
b. CONVERSIÓN DE BINARIO A DECIMAL.
Para realizar esta conversión se separa los números y multiplicamos cada número por 2 y después empezamos a elevar a cada número elevando a la potencia de forma creciente, luego se hace la suma de cada número, ejemplo:
DECIMAL | BINARIO | HEXADECIMAL | BCD |
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 | 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F | 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 0001 0000 0001 0001 0001 0010 0001 0011 0001 0100 0001 0101 |
TABLA 1. EQUIVALENCIAS DE LOS CUATROS SISTEMAS QUE UTILIZAREMOS.
c. CONVERSIÓN DE DECIMAL A BCD.
Para esta separamos cada número y lo convertimos a su equivalente binario, pero recordando que es de 4 bits, ejemplo:
Convertir 34 a BCD.
En el resultado nos sale 11 pero como tiene que ser de 4 bits, agregamos dos ceros, quedándonos:
3 > 0011,
Lo mismo hacemos con el 4,
0100
34 > 0011 0100
d. CONVERSIÓN DE HEXADECIMAL A DECIMAL.
Es muy similar a la conversión de binario a decimal, a diferencia que no se multiplica por 2 sino por 16, ejemplo.
Convertir A34C a decimal.
Para esto seguiremos el mismo proceso de la conversión binario a decimal, separaremos los números, basándonos en la tabla 1, reemplazaremos las letras por su equivalente en número decimal para poder multiplicar y eleva a su potencia.
e. CONVERSIÓN DE DECIMAL A HEXADECIMAL.
Realizaremos la conversión siguiendo los mismos pasos que realizamos para convertir de decimal binario pero con la variante de que ahora dividiremos para 16, ejemplo:
Convertir 41804 a hexadecimal.
El resultado es 10 3 4 12
Ahora simplemente buscamos el equivalente del 10 y 12 en la tabla 1.
A34C
f. CONVERSIÓN DE HEXADECIMAL A BINARIO.
Para realizar la conversión de hexadecimal a binario tenemos que separar cada uno de los números y buscar su equivalente en la tabla 1, ejemplo:
Convertir A34C a binario.
Como podemos observar es muy fácil la transformación, solo tenemos que fijarnos muy bien en la tabla.
g. CONVERSIÓN DE BINARIO A HEXADECIMAL.
Cuando nos den un número en binario debemos separar en grupos de 4 desde la derecha hacia la izquierda y luego buscar su equivalente en la tabla 1, si los últimos números no son de 4 debemos completar el grupo de 4 con ceros para no afectar en nada al número.
3. OPERACIONES CON LOS NÚMEROS DIGITALES.
Una vez conociendo las conversiones entre un sistema y otro, procederemos a aprender las operaciones que podemos realizar con los mismos, tales como suma, resta, multiplicación y división.
En esta sección no explicaremos las operaciones con números decimales, ya que son las mismas que ya estudiamos en niveles bajos o en educación básica.
a) EN SISTEMA BINARIO
Ø SUMA.
Antes de proceder con una ligera explicación de cómo se realiza la suma debemos tener en cuenta que 1+1=10 y que 1+1+1=11, la suma se realiza igual que con los números decimales, se pone un numero debajo de otro y se realiza la suma, a continuación expondremos un ejemplo para una mejor comprensión del tema.
Sumar 1111 y 110.
Para empezar con la suma podemos hacer que ambos términos sean de 4 bits agregando un cero a la izquierda del numero que solo consta de tres bits.
Ø MULTIPLICACIÓN.
Se realiza igual que con la multiplicación convencional de números en sistema decimal, ejemplo:
Multiplicar 1111 por 110.
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