P4: Electrònica Digital

P4: ELECTRÒNICA DIGITAL

INTRODUCCIÓ

Els circuits digitals són circuits elèctrics basats en un nombre discret de nivells de voltatge. En la majoria dels casos hi ha dos nivells: un pròxim als zero volts i un altre a un nivell més elevat depenent del voltatge d'alimentació. Aquests dos nivells sovint es representen com a L (de l'anglès low, baix) i H (de l'anglès high, alt). Els circuits digitals formen el nucli del que es coneix com a Electrònica digital.

Els dos nivells de voltatge s'usen per a la representació en binari dels nombres 0 i 1. En lògica binària activa a nivell alt, la L representa el nombre binari 0 i la H el binari 1. En lògica activa a nivell baix la representació és a l'inrevés. És corrent permetre certa tolerància en els nivells de voltatge emprats; per exemple, de 0 a 2 volts poden representar un 0 lògic, i de 3 a 5 volts un 1 lògic. Un voltatge de 2 a 3 volts podria ser invàlid i sols es donaria en una fallada o en una transició de nivell lògic, ja que la majoria de circuits no són purament resistius i, per tant, no poden canviar instantàniament de nivell de voltatge. Tanmateix, són pocs els circuits que poden detectar aquesta fallada i la majoria la interpretarà aleatòriament com un 0 ó un 1.

Introducció

PORTES LÒGIQUES

Portes Lògiques

Una porta lògica és un component electrònic que es pot utilitzar per conduir l'electricitat basada en una regla. La sortida de la porta és el resultat d'aplicar aquesta regla a una o diverses «fonts». Aquestes fonts poden ser dos cables o la sortida d'altres portes lògiques. Són components digitals, ormalment treballen en només dos nivells de tensió, un nivell positiu i un nivell zero, també coneguts com a activat (On o connectat, valor binari 1) i desactivat (Off o desconnectat, valor binari 0). A l'estat activat, hi ha tensió, mentre que en el desactivat, la tensió està en zero. Les portes lògiques comparen l'estat de les seves entrades (d'origen) per decidir quin ha de ser l'estat en la seva sortida. Només s'activen quan les seves normes són correctament satisfetes. En aquest moment, l'electricitat flueix a través de la porta i la tensió en la seva sortida és a nivell del seu estat d'activat. Les portes lògiques són versions electròniques de la lògica booleana i es troben més comunament en circuits integrats digitals. Tot i que s'implementen principalment utilitzant díodes o transistors, també es poden construir utilitzant relès electromagnètics.

TIPUS DE PORTES

Tipus de Portes

Porta AND

Una porta AND es representaria com un circuit en sèrie, és a dir, necessita rebre senyal (1) a les dues entrades per a donar-ne de sortida.

Porta OR

Una porta OR es representaria com un circuit en paralel, és a dir, necessita rebre senyal (1) a una de les dues entrades, com a mínim, per a donar-ne de sortida.

Porta NOT

Una porta NOT es limita a canviar el senyal que li ha arribat per el sel contrari; és a dir, si li entra 1, ella torna un 0, i si li entra un 0, ella torna un 1.

Altra Simbologia

CONNEXIÓ DE LES PORTES

Connexió Portes

Com es pot veure en aquesta imatge, cada xip està format per més d'una porta lògica, que estan distribuides dins ell d'una forma determinada. A més a més, per a què funcioni, el xip s'ha de connectar a la corrent, per això la pota de dalt a l'esquerra i la de baix a la dreta no tenen porta, perquè serveixen per alimentar la porta.

És molt important seguir l'esquema de connexions a l'hora de muntar les portes ja que una connexió incorrecta o la polaritat invertida poden cremar el xip.