Investigacion 2 Circuitos Lógicos Combinacionales - Juan Lujan

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Investigación #2: Circuitos Lógicos Combinacionales
Circuitos combinacionales
Circuito combinacional. Está formado por funciones lógicas elementales ( AND, OR, NAND, NOR, etc. ), que tiene un determinado número de entradas y salidas. Es un circuito cuya salida depende solamente de la "combinación" de sus entradas en el momento que se está realizando la medida en la salida.
Los circuitos de lógica combinacional son hechos a partir de las compuertas básicas compuerta AND, compuerta OR, compuerta NOT. También pueden ser construidos con compuertas NAND, compuertas NOR, compuerta XOR, que son una combinación de las tres compuertas básicas.
Analizando el circuito con compuertas digitales que se muestra, se ve que la salida de cada una de las compuertas que se muestran en el circuito, depende únicamente de sus entradas ( A y B), ya sea que estén negadas o sin negar.
La operación de los circuitos combinacionales se entiende escribiendo las ecuaciones booleanas y sus respectivas tablas de verdad.
Entre los circuitos combinacionales clásicos tenemos:
Lógicos:
Generador/Detector de paridad
En los generadores de paridad la paridad puede ser par o impar. El bit de paridad se utiliza para detectar posibles errores en la transmisión del dato transmitido, mediante un comprobador de paridad que decepciona la información con el fin de validarla.
El bit de paridad será un 0 si el número total de 1 a transmitir es par. La suma de los bits que son unos, contando datos y bit de paridad dará siempre como resultado un número par de unos. *Paridad: Igualdad
Sus dos características principales las veremos a continuación.
Paridad Par
El bit de paridad será un 0 si el número total de 1 a transmitir es par. La suma de los bits que son unos, contando datos y bit de paridad dará siempre como resultado un número par de unos.
Paridad impar
El bit de paridad será un 1 si el número total de 1 es impar, el número de unos (datos paridad) siempre debe ser impar.
Ejemplo de aplicación:
Tenemos el dato original 0111001. Vemos que la trama a transmitir tiene un número par de unos (4). Al añadir el bit de paridad obtendremos el siguiente carácter, que es el que se transmitirá a destino:
1.Si usamos paridad par, ya hay un número par de unos, por tanto, se añade un 0, y transmitiremos 00111001.
2.Si usamos paridad impar, como hay un número par de unos, hemos de añadir otro 1 para conseguir un número impar, y transmitiremos 10111001.
Multiplexor y Demultiplexor
Los multiplexores o selectores de datos hacen que podamos transmitir el dato de entrada que nosotros queremos en cada momento a una salida determinada. Los demultiplexores son el circuito inverso al multiplexor. Sirven para dirigir la información digital procedente de diversas fuentes a una única línea para ser transmitida a través de dicha línea a un destino común.
Multiplexores
Un multiplexor es un circuito combinacional, permite que, teniendo varias entradas podamos, a través de un selector, poder trasmitir en la salida el dato que queramos.
Su característica principal es que n multiplexor tiene N entradas, una única salida y E entradas de selección
Ejemplo del funcionamiento de un multiplexor
Demultiplexor
Los demultiplexores son circuitos combinacionales que hacen la función contraria al multiplexor, es decir, pasa de una entrada a 8 salidas dependiendo del selector. Siempre tiene una entrada de datos, unas entradas de selección E y unas salidas S.
su principal función es pasar los datos que les llegan a través de un sólo cable a varias salidas, dependiendo de los electores.
Ejemplo de Demultiplexor
Codificador y Decodificador
Codificador
Un codificador es un circuito con 2N entradas y N salidas, cuya misión es presentar en la salida el código binario correspondiente a la entrada activada. Estos dispositivos realizan la operación inversa a la realizada por los decodificadores.
Los codificadores nos permiten compactar la información generando un código de salida a partir de la información de entrada.
la codificación es también aquella operación que tiene lugar para enviar datos de un lugar a otro, procesarlos y obtener resultados a partir de ellos. Todas las operaciones informáticas están cifradas en código binario, o bien, combinaciones más o menos complejas de unos y ceros que ocurren constantemente.
Ejemplo diagrama de un codificador
Existen dos tipos de codificadores fundaméntales:
• Codificadores sin prioridad
Su cometido es la generación de un número binario sobre sus n salidas que identifique cuál de las entradas está activas.
• Codificadores con prioridad
los codificadores de prioridad son aquellos que seleccionan la entrada de mayor prioridad cuando se presentan varias entradas activas simultáneamente
Decodificador
Un decodificador es un circuito combinacional, que, en su forma más general, posee n entradas y 2n salidas digitales, donde solamente una de las salidas puede estar activa permaneciendo el resto en reposo.
Realizan la función inversa a los codificadores. Es decir, que son sistemas con un conjunto de "n" variables binarias de entrada y "2n"variables de salida.
Del conjunto de salidas, sólo una de ellas se puede encontrar activada; la correspondiente a la combinación binaria de entrada. Así, en resumen, cada combinación de entrada activa una de las salidas. Operación inversa a la de los decodificadores.
Ejemplo de aplicación real en un circuito de control para un semáforo
Conversor de código
El conversor de código es un circuito similar a un decodificador o un codificador, pero utiliza otros códigos a la entrada o a la salida; la diferencia es que tendremos tantos conversores de código como códigos que queramos convertir y, por tanto, para diseñar un conversor de código es necesario primeramente definir los códigos de entrada y de salida que manejará el circuito. 
Los códigos más utilizados son el binario BCD 8421, octal, hexadecimal y el decimal, los dispositivos digitales pueden procesar solamente los bits "1" y "0" . Estas largas cadenas de 1 y 0 son difíciles de comprender por las personas. Por esta razón se necesitan los conversores de códigos para traducir el lenguaje de la gente al lenguaje de la máquina.
Un ejemplo donde utilizamos el convertidor de calculadora es al utilizar una calculadora.
Representación grafica de convertidor de código.
Comparador
Los comparadores, son circuitos no lineales que, sirven para:
 1. Comparar dos señales (una de las cuales generalmente es una tensión de referencia)
 2. Determinar cuál de ellas es mayor o menor.
En un circuito electrónico, se llama comparador a un amplificador operacional en lazo abierto (sin realimentación entre su salida y su entrada) y suele usarse para comparar una tensión variable con otra tensión fija que se utiliza como referencia.
El procedimiento para comparar dos datos binarios consiste primero en comparar el bit más significativo de cada uno de ellos, si éstos son iguales, se compara el siguiente bit más significativo y así sucesivamente hasta encontrar una desigualdad que indica cuál de los datos es mayor o menor. Si se comparan todos los bits de ambos datos y no hay desigualdad entre ellos, entonces evidentemente son iguales.
El circuito integrado más utilizado es el TTL 7485.
Ejemplo de un circuito lógico comparador
Aritméticos:
Sumador
El sumador completo supone un circuito un poco más complejo. A diferencia del semisumador, nos permite incluir en la suma de dos bits el acarreo de una suma anterior a través de una entrada que se llama Cin, con lo que ya podremos realizar cualesquiera sumas.
En muchas computadoras y otros tipos de procesadores, el sumador y sustractores se utilizan no solo en las unidades lógicas aritméticas, sino que también en otras partes del procesador, donde se utilizan para calcular direcciones, índices de tabla, operadores de incremento y decremento y operaciones comparables .
Según lo dicho, tendremos tres variables de entrada, a las que llamaremos A, B y la propia Cin y dos de salida:S, la suma y Cout, el acarreo de la misma (si procede). 
Ejemplo de implementaciónTabla de verdad
Una vez simplificada la tabla se obtiene el siguiente circuito:
Semi-sumador
Un semisumador es un circuito digital sencillo que nos permite sumar dos bits y registrar el acarreo. Son tres los resultados de la suma de dos bits: 0+0 = 0; 0+1 = 1+0 = 1 y 1+1 =102).
Como siempre que generamos un circuito digital, necesitamos trasladar estos resultados o condiciones a una tabla de verdad. 
Ejemplo de aplicación:Tabla de verdad
Aritméticos y lógicos:
Unidad aritmética lógica
Unidad Aritmético Lógica : La Unidad aritmético-lógica es un contador digital capaz de realizar las operaciones aritméticas y lógicas entre los datos de un circuito; suma, resta, multiplica y divide, así como establece comparaciones lógicas a través de los condicionales lógicos “si”, “no”, y, “o”. 
Los circuitos más simples que utilizan la unidad aritmética lógica son algunos, como relojes y calculadoras, hasta complejos circuitos, como los microchips actuales, todos incluyen al menos una Unidad aritmético-lógica, que varía su poder y complejidad según su finalidad.
Diagrama de bloques de la Unidad Aritmética lógica
La forma de trabajar ha ido evolucionando para aumentar la capacidad de cálculo. En sus versiones iniciales contaba de dos buses de entrada, uno de salida y otro de control. La señal de control es la encargada de seleccionar la operación a realizar por la ALU. En el interior se encuentran las puertas lógicas y los registros para realizar las operaciones.
Fuentes:
https://www.ecured.cu/Circuito_combinacional#Clasificaci.C3.B3n
http://www.electronicasi.com/wp-content/uploads/2013/03/multiplexoresydemultiplexores.pdf
https://www.ecured.cu/Generador_de_paridad#:~:text=Concepto%3A,Generador%20de%20paridad%20.&text=El%20bit%20de%20paridad%20se,con%20el%20fin%20de%20validarla.
http://tutorialesdeelectronicabasica.blogspot.com/2019/05/tutorial-sobre-decodificador-digital.html
https://sites.google.com/site/circuitologicosites/codificadores
https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/IEA/ELEC/ELEC02/es_IEA_ELEC02_Contenidos/website_54_decodificadores.html
http://electroucn.blogspot.com/2014/06/conversor-de-codigo_8.html
http://meteo.ieec.uned.es/www_Usumeteog/comp_comb_comparadores.html
https://www.arrow.com/es-mx/categories/standard-and-specialty-logic/specialty-logic/logic-adders-and-subtractors
https://angelmicelti.github.io/4ESO/EDI/sumador_completo.html