Introducción a los
Sistemas Digitales
Tema 1
1
¿Qué sabrás al final del tema?
Diferencia entre analógico y digital
 Cómo se usan niveles de tensión para
representar magnitudes digitales
 Parámetros de una señal de pulsos
 Las operaciones lógicas básicas
 Las funciones lógicas básicas
 Cómo es un Circuito Integrado (IC)
 Cómo son algunos instrumentos de medida
 Un sistema digital sencillo completo

2
Magnitudes analógicas
Magnitud Analógica: la que toma
cualquier valor continuo dentro de un rango.
 Todas las magnitudes físicas son
analógicas.
El mundo es analógico
 Ejemplos:

–
Temperatura, velocidad, voz, hora, ...
3
Magnitudes digitales
Magnitud Digital: la que toma un valor
discreto dentro de un rango finito.
En la vida real se utilizan valores discretos.


Ejemplos:
–
–
Panel de temperatura en la calle: 21ºC ó 22ºC,
no 21.5ºC
Relojes digitales
4
Sistemas analógicos vs. digitales
5
Codificación digital
A cada nivel se le asigna un código
 Más niveles

–
–
Aumento de la resolución
Aumento de la complejidad
6
La ventaja digital
Procesado de datos
 Transmisión de datos

–
–
–

Almacenamiento de datos
–
–

Mayor velocidad
Más eficiencia y fiabilidad
Mayor inmunidad al ruido
Más fácil
Más compacto
Más fácil diseño y mejor integración (chips)
7
Electrónica analógica y digital
8
Dígitos binarios


Dentro de las magnitudes digitales la más utilizada
es la binaria
Magnitud Binaria: la que toma 1 de 2 valores
posibles
–
–
–


Todas son asimilables a pares de valores (sí/no),
(verdadero/falso), (0/1).
La informática se basa en las magnitudes binarias
Ej: Tener gafas (sí/no)
Los dos dígitos binarios (0 y 1) se denominan bits.
Representan niveles de tensión
Tensión alta -> 1
Tensión baja -> 0
9
Niveles lógicos

2 niveles porque es muy
fácil distinguirlos y los
dispositivos son muy
fáciles (equivalente a
baratos) de fabricar.

Los niveles lógicos
equivalen a niveles de
voltaje, que varían según
la tecnología empleada
10
Ruido


Señales analógicas: las perturbaciones modifican el
valor de la señal
Señales digitales: la señal sólo se ve afectada si la
perturbación es superior al margen de tensión
11
Formas de onda digitales
12
Período y frecuencia
Frecuencia (f) se mide en ciclos por segundo o Hertzios (Hz)
El periodo (T) se mide en segundos
f = 1/T
T = 1/f
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Ancho de pulso y ciclo de trabajo
Duty cycle (Ciclo de trabajo) = (tw/T)*100
14
El reloj
15
El cronograma
16
Operaciones lógicas básicas
17
La operación NOT
18
La operación AND
19
La operación OR
20
Funciones lógicas básicas








Función comparación
Funciones aritméticas (suma, multiplicación…)
Función conversión de código
Función de codificación
Función de decodificación
Función de selección de datos
Función de almacenamiento (registro, memoria…)
Función de contador
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Comparación
22
Codificador
23
Decodificador
24
Multiplexor / Demultiplexor
25
Registro
26
Contador
27
Circuitos integrados (función fija)
28
El chip
29
El transistor
30
Tecnologías de circuitos integrados



Silicio:
– TTL: Transistor-Transistor Logic
– ECL: Emitter Coupled Logic
– NMOS: Negative-Channel Metal-Oxide-Semiconductor
– CMOS: Complementary MOS
Arseniuro de Galio (GaAs)
Nivel de Integración
– Small/Medium/Large/Very Large/ UltraLarge Scale
Integration SSI / MSI / LSI / VLSI / ULSI.
– SSI y MSI usan TTL o CMOS
– VLSI y ULSI usan CMOS (antes NMOS)
31
Programmable Logic Devices (PLD’s)
Dispositivos Lógicos Programables

Los PLD’s pueden reemplazar a la
lógica de función fija

Su ventaja es que la función lógica
del PLD puede cambiarse (no hace
falta cambiar el circuito ni cambiar
la interconexión)
32
Tipos de CPLD’s
33
Equipos de medida
Osciloscopio Analógico
 Osciloscopio Digital
 Analizador Lógico
 Fuente de Alimentación DC
 Generador de funciones
 Multímetro digital

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Equipos de medida
35
Sistema digital sencillo
36
Sistema digital un poco más complejo
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Ya sabes…
Diferencia entre analógico y digital
 Cómo se usan niveles de tensión para
representar magnitudes digitales
 Parámetros de una señal de pulsos
 Las operaciones lógicas básicas
 Las funciones lógicas básicas
 Cómo es un Circuito Integrado (IC)
 Cómo son algunos instrumentos de medida
 Un sistema digital sencillo completo

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Final Tema 1
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Tema 1