capítulo 1 sistemaas digitales

INGENIERIA ELECTROMECANICAINGENIERIA ELECTROMECANICA

SISTEMAS DIGITALES I . Docente: Ing. JC Avils C.

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRUNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRSSFACULTAD DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERIA MECANICA Y ELECTROMECANICAINGENIERIA MECANICA Y ELECTROMECANICA

Sistemas Digitales IDocente: Ing. JC Avils C.

2015



Organizacin de las Unidades temticas.

l. Sistemas De Numeracin II. Lgica de ProposicionesIII. Simplificacin De Las Funciones LgicasIV. Mdulos Funcionales De Lgica CombinacionalV. Circuitos AritmticosVI. Circuitos Secuenciales.VII. Registros y memoriasVIII. Diseo de Circuitos Secuenciales.



ESTRUCTURA DE EVALUACIN

Se evaluar conocimientos adquiridos en la materia, resolucin de problemas de manera terica.

Evaluacin Continua 1 15%1er. parcial: 15 %Evaluacin Continua 2 15%2do. parcial: 15 %Evaluacin Continua 3 20%Examen Final: 20 %



Cronograma:

Examen 1er. Parcial 2da. Semana de MarzoExamen 2do. Parcial 4ta. Semana de AbrilExamen Final 1ra. Semana de JunioExamen 2da. Instancia 3ra semana de Junio



BIBLIOGRAFA

Diseo digital, Morris mano, Prentice Hall

Anlisis y Diseo de Circuitos Lgicos Digitales,Nelson, V., Troy, Prentice Hall, 1996.

Sistemas electrnicos digitales,Enrique mandado

Teora de conmutacin y diseo lgico,Hill Peterson, Limusa, 1978

Manuales: TTL Data Book National, CMOS data Book National



INTRODUCCIN

Tipos de seales. Una seal es la variacin de una magnitud que permite transmitir informacin.

Las seales pueden ser de dos tipos:

- Seales analgicas. Pueden adquirir infinitos valores entre dosextremos cualesquiera. La variacin de la sealforma una grfica continua.



Seales digitales. Pueden adquirir nicamente valores concretos (discretos), es decir, no varan a lo largo de un continuo. Por ejemplo, el estado de una bombilla slo puede tener dos valores (0 apagada, 1 encendida). A cada valor de una seal digital se le llama bit y es la unidad mnima de informacin.



Analgico vs. Digital

1 Las tcnicas de procesamiento digital ofrecenms flexibilidad que las analgicas

2 Los circuitos digitales ofrecen mayor velocidad de procesamiento

3 La electrnica digital presenta mayor inmunidad al ruido

4 Se pueden integrar algoritmos de deteccin y correccin de errores

5 Los sistemas digitales son ms fcilmente integrables en chip

6 Son ms fciles de disear



TEMA 1. SISTEMAS DE NUMERACIN

Los nmeros pueden representarse en diversos sistemas de numeracin que se diferencias por su base, el cual corresponde al nmero de smbolos distintos utilizados para la representacin de unidades.

Sistema Numrico

Se llama sistema numrico al conjunto ordenado de smbolos o dgitos y a las reglas con que se combinanpara representar cantidades numricas. Existen diferentes sistemas numricos, cada uno de ellos se identifica por su base.



Dgito

Un dgito en un sistema numrico es un smbolo que no es combinacin de otros y que representa un entero positivo.

Tenemos los siguientes:

Sistemas de numeracin binaria.Sistemas de numeracin octal.Sistemas de numeracin decimal.Sistemas de numeracin hexadecimal.



Representacin General

b = base del sistema de numeracin.a = es un smbolo que pertenece al sistema

de numeracin.n y m = es la potencia o peso posicional de Ne (entero) y Nf (fraccin) respectivamente.

Condicin: 0 a < b



Sistema de numeraciSistema de numeracin Decimal.n Decimal.

b = 10b = 10 0 0 aaii < 10< 10

SSmbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.mbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Pesos Pesos posicionalesposicionales::

EjEj)) 795,94795,9410 (D) (d) Decimal10 (D) (d) DecimalValor Valor posicionalposicional 101022 101011 101000 1010--11 1010--22

77 99 55 .. 99 44

punpunto decimalto decimal



Sistema de numeraciSistema de numeracin Binario:n Binario:

b = 2b = 2 0 0 aaii < 2< 2

SSmbolos: 0, 1.mbolos: 0, 1.

EjEj)) 111,01111,012 (B) (b) Binario2 (B) (b) BinarioValor Valor posicionalposicional 2222 2211 2200 22--11 22--22

11 11 11 .. 00 11

punpunto binarioto binario



Sistema de numeraciSistema de numeracin Octal:n Octal:

b = 8b = 8 0 0 aaii < 8< 8

SSmbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.mbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

EjEj)) 372,01372,018 (O) (o) Octal8 (O) (o) OctalValor Valor posicionalposicional 8822 8811 8800 88--11 88--22

33 77 22 .. 00 11

pupunto octalnto octal



Sistema de numeraciSistema de numeracinn HexadecimalHexadecimal

b = 16b = 16 0 0 aaii < 16< 16

SSmbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F.mbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F.

EjEj)) E57,A3E57,A316 (H) (h) 16 (H) (h) HexadecimalHexadecimalValor Valor posicionalposicional 161622 161611 161600 1616--11 1616--22

EE 55 77 .. AA 33

PuntoPunto hexadecimal hexadecimal



ConversiConversin de Decimal a Binario/Octal/n de Decimal a Binario/Octal/HexadecimalHexadecimal

Debe separarse la parte entera y fraccionaria a partir Debe separarse la parte entera y fraccionaria a partir del punto decimal, procedidel punto decimal, procedindose luego a la ndose luego a la conversiconversin de la parte entera mediante divisiones n de la parte entera mediante divisiones sucesivas del nsucesivas del nmero por el nmero por el nmero de la base a mero de la base a transformar anottransformar anotndose el residuo, el primer residuo ndose el residuo, el primer residuo constituye el LSD, culmina hasta llegar a cero, luego constituye el LSD, culmina hasta llegar a cero, luego se procede a la conversise procede a la conversin de la parte fraccionaria n de la parte fraccionaria mediante la multiplicacimediante la multiplicacin sucesiva del nn sucesiva del nmero mero fraccionario por el nfraccionario por el nmero de la base a transformar y mero de la base a transformar y anotando la parte entera, la parte entera del primer anotando la parte entera, la parte entera del primer producto constituye el MSD. producto constituye el MSD.



Ejemplo, convertir 14. 36 decimal a cdigo binario.

1: Realizamos la conversin de la parte entera: 14 en decimal a binario.

14 / 2 --> 7 resto 07 / 2 --> 3 resto 13 / 2 --> 1 resto 11 / 2 --> 0 resto 1

14d => 1110b



Seguidamente realizamos la conversin de la parte fraccionaria 0,36. (con cinco dgitos de precisin)

0,36 * 2 = 0,72 1er. dgito: 00,72 * 2 = 1,44 2do. dgito: 10,44 * 2 = 0,88 3er. dgito: 00,88 * 2 = 1,76 4to. dgito: 10,76 * 2 = 1,52 5to. dgito: 1

0,36 =>0,01011

Al final se unen los dos resultados:

14,36 d = 1110,01011b



ConversiConversin de Binario/Octal/n de Binario/Octal/Hexadecimal Hexadecimal a a DecimalDecimal

Para la conversiPara la conversin se realiza multiplicando cada n se realiza multiplicando cada ddgito a convertir por el peso correspondiente a su gito a convertir por el peso correspondiente a su posiciposicin y luego se efectn y luego se efecta la suma de los a la suma de los productos parciales. El mproductos parciales. El mtodo es el mismo para todo es el mismo para la conversila conversin de un nn de un nmero Binario | Octal |mero Binario | Octal |Hexadecimal Hexadecimal con parte entera y fraccionaria.con parte entera y fraccionaria.



Ejemplo: Paso de 10011010,101 b a decimalEjemplo: Paso de 10011010,101 b a decimal

PrPrctica: Realizar la conversictica: Realizar la conversin del 0 al 32 decimal n del 0 al 32 decimal al octal, binario y al octal, binario y hexadecimal hexadecimal por divisiones por divisiones sucesivas.sucesivas.

625,154125.05.02816128

2.12.02.12.02.12.02.12.12.02.02.1

101,10011010

321

01234567

==+++++=

=++++++++++

=



CODIGOS BINARIOSCODIGOS BINARIOS

Existe la necesidad de representar letras, Existe la necesidad de representar letras, nnmeros, caracteres especiales, etc. mediante un meros, caracteres especiales, etc. mediante un grupo de sgrupo de smbolos, lo que se hace es una mbolos, lo que se hace es una codificacicodificacin y el grupo de sn y el grupo de smbolos se denomina mbolos se denomina CODIGO.CODIGO.

Tipos de cTipos de cdigos:digos:

-- CCdigo Ponderado.digo Ponderado. Es el cEs el cdigo binario digo binario natural resultado de la conversinatural resultado de la conversin de los nn de los nmeros meros de decimal a binario.de decimal a binario.

-- CCdigo no Ponderado.digo no Ponderado. Es el denominado Es el denominado ccdigodigo graygray (reflejado), es un c(reflejado), es un cdigo continuo y digo continuo y ccclico.clico.



CCdigos decimales codificados en Binario (BCD)digos decimales codificados en Binario (BCD)

El CEl Cdigo BCD es un sistema de representacidigo BCD es un sistema de representacin de n de ddgitos decimales del 0 al 9 con un cgitos decimales del 0 al 9 con un cdigo binario de 4 digo binario de 4 bits.bits.

ClasificaciClasificacinn

CCdigo BCD ponderado. Se asigna pesodigo BCD ponderado. Se asigna peso posicionalposicional..

* C* Cdigo BCD no ponderado. No se asigna pesodigo BCD no ponderado. No se asigna pesoposicionalposicional..



CCdigos Alfanumdigos Alfanumricosricos

El mEl ms utilizado para en los procesadores de datos s utilizado para en los procesadores de datos y en los sistemas de comunicaciy en los sistemas de comunicacin es el cn es el cdigo digo americano para el intercambio de informaciamericano para el intercambio de informacin ASCII n ASCII ((American Standard Code for Information American Standard Code for Information InterchangeInterchange). El ASCII es un c). El ASCII es un cdigo binario de 6 bits, digo binario de 6 bits, tambitambin se utiliza el ASCII extendido de 7 bits con los n se utiliza el ASCII extendido de 7 bits con los cuales se distribuye de la siguiente manera:cuales se distribuye de la siguiente manera:



6465666768697071727374757677787980818283848586878889909192939495

96979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127



CCdigos detector de error.digos detector de error. Sirve para saber cuando se Sirve para saber cuando se produjo un error en la transmisiprodujo un error en la transmisin.n.

a)a) ElEl bitbit de paridad.de paridad. Se obtiene aSe obtiene aadiendo unadiendo un bitbitextra a cada combinaciextra a cada combinacin de un cn de un cdigo del cual se digo del cual se requiere detectar un error y puede serrequiere detectar un error y puede ser bitbit de paridad de paridad par cuando el npar cuando el nmero total de uno es par ymero total de uno es par y bitbit de de paridad impar cuando el total de unos es impar :paridad impar cuando el total de unos es impar :



b)b) Peso constante o fijo.Peso constante o fijo. Es mantener el nEs mantener el nmero mero de unos igual para todos las combinaciones del de unos igual para todos las combinaciones del ccdigo. Ej. digo. Ej. biquinariobiquinario. Pr. Prctica: Realizar el cctica: Realizar el cdigo 2 digo 2 en 5, en 5, johnsonjohnson. .



Muchas GraciasMuchas Graciaspor su atencin por su atencin

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