introduccion-a-la-electronica-digital

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UNIVERSIDAD DE CORDOBA 
FACULTAD DE 
CIENCIAS BASICAS E INGENIERIAS 
PROGRAMA DE 
INGENIERIA DE SISTEMAS Y 
TELECOMUNICACIONES 
TEMA 1 
INTRODUCCION A LOS 
SISTEMAS DIGITALES Y 
SISTEMAS NUMERICOS 
DOCENTE: 
ING. CARLOS A. PIÑEREZ CALAO 
 
Universidad de Córdoba, Comprometida con el Desarrollo Regional 
 
Desarrollar habilidades 
Fortalecer las habilidades básicas 
• La expresión oral escrita 
Desarrollar las especializadas 
• Análisis y síntesis de problemas 
• Aplicar los conocimientos en la práctica. 
• Metodología en la detección y corrección de fallas 
• Uso eficiente de Internet y la computadora. 
Además de conocimientos es 
indispensable las actividades dentro y 
fuera del aula con el propósito de: 
• Trabajo individual 
• Trabajo colaborativo 
• Capacidad para 
organizar y planificar 
• Aprender por cuenta 
propia 
Es importante la reflexión del alumno respecto de sus propios 
procesos de conocimiento, que constituye uno de los aspectos fundamentales 
para desarrollar la capacidad de aprender por cuenta propia. 
Además de proporcionarle los recursos para que desarrolle: 
Habilidades 
Escala 
Bastante Mucho Regular Poco Nada 
5 4 3 2 1 
Aprendizaje autónomo y 
continuo 
4.07 
Habilidades básicas en 
programación 
4.10 
Manejo efectivo del software 
 para el diseño digital 
4.13 
Diseñar sistemas digitales 
Secuenciales 
4.21 
Análisis y síntesis de 
sistemas digitales 
4.25 
Generar nuevas ideas 4.21 
Método para detectar 
y corregir fallas 
4.28 
Aplicar los conocimientos a 
la práctica 
4.35 
Diseñar sistemas digitales 
combinacionales 
4.47 
El profesor será un medio o enlace entre 
el alumno y la información 
Profesor Facilitador 
• Mayor claridad 
• Optimización del tiempo de 
exposición del maestro 
• Oportunidad de llevar a cabo 
actividades dentro del aula 
• Permitir que los alumnos se 
expresen y participen en el proceso 
enseñanza aprendizaje. 
La exposición del curso 
Propósito general 
Contribuir a desarrollar la primera etapa de la competencia del diseño e 
implementación de sistemas digitales, aplicando una metodología de diseño 
para los sistemas digitales tanto combinacionales como secuenciales 
basada en la aplicación de los fundamentos teóricos y prácticos del algebra 
booleana. 
Contenidos Temáticos 
 
 I.- Introducción a los Sistemas Digitales 
 II.- Sistemas Numéricos 
 III.- Álgebra Booleana 
 IV.- Minimización de Funciones Booleanas. 
 
Contenidos Temáticos 
Examen Final 
V.- Diseño Combinacional. 
VI.- Flip-Flops. 
VII.- Diseño Secuencial. 
Criterios y Mecanismos para la Calificación , 
Acreditación y Evaluación. 
 
• Exámenes Parciales 
• Examen final 
• Proyectos obligatorios, 
• Tareas (actividades) 
Además de 
Proyectos Adicionales 
para aprobar el curso. 
Ponderación 
 
La calificación final de cada nota parcial estará compuesta de la 
siguiente manera 
 
Examen de Medio Termino 25 % 
Examen Parcial 30 % 
Actividades 15 % 
Practicas de laboratorio 30 % 
Total 100 % 
55 % 
Sistemas Digitales Principios y Aplicaciones 
Ronald J. Tocci, 2004 
Fundamentos de Sistemas Digitales 
T. L. Floyd, 2005 
Sistenas Digitales Principios y Prácticas 
WAKERLY, 2005 
Sistemas Digitales y Electrónica Digital 
Juan Angel Garza Garza, 2005 
 
Fundamentos de diseño Digital 
Cesar A. Leal FIME UANL 
 
Bibliografía 
Actualizada 
INTRODUCCION 
La electrónica digital le ha permitido al hombre agilizar 
procesos, incrementar las capacidades de 
almacenamiento de datos, exactitud en los pronósticos 
y resultados, simulación de todo tipo de evento del 
mundo real, implementar sistemas de seguridad 
empleando la biometría, incrementar las velocidades de 
transferencia de datos, multiplexar las comunicaciones 
y todo ese gran entorno de avances tecnológicos que 
envuelve el mundo de hoy. 
 
La electrónica digital le permitirá al ingeniero de sistemas 
estudiar los principios fundamentales y aplicaciones 
básicas con las cuales podrá implementar aplicaciones a 
las telecomunicaciones, combinando el hardware y el 
software. 
 
OBJETIVOS 
• Distinguir entre las representaciones 
analógicas y digitales 
 
• Estudiar los sistemas numéricos que 
hacen parte de la lógica digital y 
aprender a realizar conversiones entre 
sistemas. 
CONTENIDO UNIDAD 1 
• REPRESENTACIONES NUMÉRICAS 
• SISTEMAS DIGITALES Y ANALÓGICOS 
• SISTEMAS NUMÉRICOS EMPLEADOS EN TÉCNICAS 
DIGITALES 
• CONVERSIONES ENTRE SISTEMAS NUMÉRICOS 
• CÓDIGOS BINARIOS 
• CÓDIGOS ALFANUMÉRICOS 
• CONCEPTO DE: BYTE, NIBBLE Y PALABRA 
• MÉTODO DE PARIDAD PARA LA DETECCIÓN DE 
ERRORES 
 
Definiciones 
• Sistema 
 
• Digital 
 
• Analógico 
http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/image/0110/EarthMoon_mariner10_big.jpg
Sistema 
Un Sistema Comprende un conjunto de componentes 
que presentan una estructura organizada, habiendo 
entre ellas una relación tal que lleve al sistema a 
alcanzar los objetivos propuestos por el mismo. 
 Ludwig Von Bertalanffy (1901-1972) 
biólogo, reconocido por haber formulado la Teoría de sistemas 
Sistema 
 (system) 
Conjunto de partes o elementos 
organizadas y relacionadas que 
interactúan entre sí para lograr 
un objetivo. 
DICCIONARIO INFORMÁTICO 
http://www.alegsa.com.ar/Dic/sistema.php 
Los sistemas reciben (entrada) datos, 
energía o materia del ambiente y 
proveen (salida) información, energía 
o materia. 
Sistema 
1. Conjunto de reglas o principios sobre una materia 
racionalmente enlazados entre sí. 
2. Conjunto de cosas que relacionadas entre sí 
ordenadamente contribuyen a determinado objeto. 
3. Biol. Conjunto de órganos que intervienen en alguna 
de las principales funciones vegetativas. Sistema 
nervioso. 
www.rae.es 
Sistema 
2.- Conjunto de cosas o partes coordinadas según una ley, o que, 
ordenadamente relacionadas entre sí, contribuyen a determinado 
objeto o función. 
Diccionario General de la Lengua Española Vox 
Sistema 
Medio o manera usados para hacer una cosa. 
Manera de estar dispuesto un aparato o utensilio. 
Sistema 
Una primera clasificación de los sistemas podría ser la siguiente.: 
Existen sistemas naturales (los generados por la naturaleza) y sistemas 
artificiales (hechos por el hombre). 
Está claro que los sistemas electrónicos se encuentran dentro de los 
sistemas artificiales. 
Digital 
Adjetivo. De los dedos o relativo a ellos: huella digital. 
Que expresa o suministra los datos 
por medio de números 
El pequeño LAROUSE ilustrado 2004 
1, 2, 3 
Digital 
El término: Digital 
Se refiere a "cantidades discretas" como la cantidad de 
personas en un una sala, cantidad de libros en una 
biblioteca, cantidad de autos en una zona de 
estacionamiento, cantidad de productos en un 
supermercado. 
Física: Se dice del aparato o instrumento que mide cantidades y las 
representa con números dígitos: reloj digital. 
 
Instrumento Que suministra su información mediante números: reloj 
circuito. 
 
Digital 
DIGITAL 
• Cualquier señal o modo de transmisión que 
utiliza valores discretos en lugar de un 
espectro continuo de valores (como las 
señales analógicas). 
 
 
DICCIONARIO INFORMÁTICO 
http://www.alegsa.com.ar/Dic/digital.php 
Representación de información de modo binario (2 estados). 
 
Suele utilizarse en pedagogía y psicología para hablar de la 
destreza digital. 
Esta destreza interviene en los trabajos de precisión, como en el 
manejo de piezas finas, que exigen un desarrollo adecuado de la 
motricidad fina. 
 
Sistema que usa muestras digitales (valores discretos 
codificados en binario) para representar señales analógicas. 
http://www.definicion.org/digital 
Digital 
Era Digital ? 
 
 
Audio Digital MP3, Video Digital MPEG, Multimedia, cámaras 
digitales Megapixels, Disco Duro Mega Bytes, Flash Memory,USB, Internet, correo electrónico, páginas web, Módem, home 
page, tarjeta de red, CD, PDF, DOC, XLS, Laptop, Compras en 
línea, Firma Digital, velocidad de conexión Kbps, servidor, 
webcam, interfaz, escáner, operadores booleanos, MODEM, 
puerto de impresora, PPP, foros de discusión, chats, y por 
supuesto, cibercomunidades, facebook, ftolog, medios virtuales, 
hipertextos y portales, Iphone, 3G, blueray, bluetooth, Sata. 
Analógico, ca 
adjetivo. Análogo Que tiene analogía con algo . 
 
 
Física. Que representa de manera continua en el tiempo la 
evolución de una magnitud: señal analógica. 
Sistemas Analógicos 
Estas magnitudes son: 
 Temperatura, presión, longitud, velocidad, tensión, intensidad, 
aceleración, etc. que tienen un carácter continuo o analógico. 
Según la naturaleza de la información que lleva la señal eléctrica, esta 
puede clasificarse en: 
 
 
• Analógica 
 
 
 
 
• Digital 
El modelo matemático que la describe es una función continua, por 
tanto transporta una información analógica y puede tomar infinitos 
valores frente al tiempo. 
Señal analógica: 
Señal digital: el modelo matemático que la describe es una función que 
sólo puede tomar un conjunto finito de valores, que transporta una 
información digital. 
PULSOS 
Señal Digital: 
El tipo de señal con la que trabajaremos en electrónica digital será un caso 
particular de la señal digital, la señal digital binaria, 
Que toma dos valores lógicos, normalmente uno y cero 
Señal Digital: 
Analógico 
Que tipo de reloj usas ? 
Digital 
Analógico 
Cual sistema crees que tenga una respuesta mas 
rápida ? 
Digital 
El proceso que consiste en convertir una señal o variable analógica 
en digital se denomina digitalización. 
En la figura se muestra la digitalización de una señal analógica 
senoidal con una resolución de 3 bits. 
Codificación analógica y digital 
La mayoría de los sistemas electrónicos construidos procesan señales 
digitales, pero el mundo físico es fundamentalmente analógico como 
hemos visto. 
En consecuencia un sistema digital muy a menudo debe tratar con señales 
analógicas en su punto de contacto con el mundo exterior (sus entradas) 
Codificación analógica y digital 
CONVERSION ANALOGICO-DIGITAL 
(ADC, Analogic to Digital Conversion) 
La conversión Analógico-Digital consta de varios 
procesos: 
Muestreo 
Cuantización 
Codificación 
Muestreo 
Cuantización 
Codificación 
: 
 
 
 
Cuales serán las principales ventajas de los 
sistemas Digitales ? 
1.- Los Sistemas Digitales generalmente son más fáciles 
de diseñar. 
2.- Facilidad para almacenar, procesar y trasmitir la 
información. 
Ventajas de los Sistemas Digitales 
http://www.apple.com/es/ipodnano/
3.- Programación de la operación. 
4.- Los circuitos digitales se afectan menos con el ruido. 
Ventajas de los Sistemas Digitales 
Cuando empleamos técnicas digitales existe sólo una desventaja: 
 
 
El mundo real es fundamentalmente analógico 
Limitaciones de los Sistemas Digitales 
Un sistema digital 
• Es cualquier dispositivo destinado a la 
generación, transmisión, procesamiento o 
almacenamiento de señales digitales. 
 
• Para el análisis y la síntesis de sistemas 
digitales binarios se utiliza como 
herramienta el álgebra de Boole. 
Fuente http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_digital 
Un sistema digital 
Para la implementación de los circuitos digitales, se utilizan 
puertas lógicas (AND, OR y NOT), construidas generalmente a 
partir de transistores. 
Estas puertas siguen el comportamiento de algunas funciones 
del booleanas. 
• Según el propósito los sistemas digitales se clasifican en: 
• a) sistemas de propósitos especiales 
• b) sistemas de propósitos generales. 
Estos últimos permiten el cambio de su comportamiento 
mediante la programación de algoritmos de soluciones de 
problemas específicos. 
Fuente http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_digital 
Para aprovechar las técnicas digitales cuando se tienen entradas y salidas 
analógicas, se siguen los 3 pasos: 
 
1.-Convertir las entradas analógicas a la forma digital 
2.-Almacenar y Procesar la información digital 
3.-Convertir las salidas digitales a la forma analógica del 
mundo real. 
Conclusiones 
ELECTRÓNICA 
 
 
CIENCIA QUE ESTUDIA LOS FENÓMENOS 
RELACIONADOS CON EL TRANSPORTE DE 
CARGA ELÉCTRICA EN MEDIOS 
MATERIALES JUNTO CON LA 
CONSTRUCCIÓN DE DISPOSITIVOS, 
CIRCUITOS Y SISTEMAS BASADOS EN 
ESTOS. 
Esta ciencia se divide en dos grandes ramas: 
Analógica y Digital 
ELECTRÓNICA DIGITAL 
se encarga de sistemas electrónicos en 
los cuales la información está 
codificada en dos únicos estados. A 
dichos estados se les puede llamar 
"verdadero" o "falso", o más 
comúnmente 1 y 0, refiriéndose a que 
en un circuito electrónico hay (1- 
verdadero) tensión de voltaje o hay 
ausencia de tensión de voltaje ( 0 - 
falso). 
http://es.wikipedia.org/wiki/Informaci%C3%B3n
ELECTRÓNICA DIGITAL VS 
ANALÓGICA 
ELECTRÓNICA 
 DIGITAL ANALÓGICA 
SOLO DOS ESTADOS 
POSIBLES PARA CODIFICAR 
LA INFORMACIÓN 
INFINIDAD DE ESTADOS 
POSIBLES PARA CODIFICAR 
LA INFORMACIÓN 
REPRESENTACIONES NUMÉRICAS 
REPRESENTACIÓN 
DE VALORES 
NUMÉRICOS 
 CANTIDADES 
DIGITALES 
CANTIDADES 
ANALÓGICAS 
DÍGITOS QUE CAMBIAN EN 
INCREMENTOS DISCRETOS 
(PASO A PASO) 
PUEDEN VARIAR A TRAVÉS DE 
UN INTERVALO CONTINUO DE 
VALORES 
ANALÓGICO VS DIGITAL 
SISTEMAS DIGITALES Y 
ANALÓGICOS 
• SISTEMAS DIGITALES 
 Combinación de dispositivos diseñados para manipular 
información que solo puede representarse en forma digital o 
tomar valores discretos 
 
• SISTEMAS ANALÓGICOS 
 Dispositivos que pueden manipular cantidades físicas que 
varían sobre un intervalo continuo de valores 
 
ELECTRÓNICA DIGITAL 
• AUMENTO DE FIABILIDAD EN EL 
PROCESAMIENTO Y TRANSMISIÓN DE LA 
INFORMACIÓN 
• SOPORTE MATEMÁTICO ADECUADO, COMO 
SON LAS ÁLGEBRAS DISCRETAS 
• TECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓN 
ADECUADAS 
• AMPLIA DISTRIBUCIÓN COMERCIAL 
• AMPLIAS APLICACIONES EN MÚLTIPLES 
CAMPOS 
TIPOS DE CIRCUITOS DIGITALES 
 
• CIRCUITOS COMBINACIONALES 
• Las salidas únicamente son función del 
valor de las entradas y no de la historia 
anterior del circuito; por lo tanto, no 
tienen memoria y el orden de la secuencia 
de entradas no es significativo. 
 
CIRCUITOS SECUENCIALES 
 
Se caracterizan por el hecho de que las 
salidas dependen de la historia anterior del 
circuito además de la combinación de 
entradas; por lo que estos circuitos sí 
disponen de memoria y el orden de la 
secuencia de entradas sí es significativo 
 
LIMITACIONES DE LAS TÉCNICAS 
DIGITALES 
• El mundo real es analógico 
• El procesamiento de las señales 
digitales lleva tiempo 
SISTEMAS NUMÉRICOS 
Sistema Numérico 
Se llama sistema numérico al conjunto ordenado de 
símbolos o dígitos y a las reglas con que se 
combinan para representar cantidades 
numéricas. Existen diferentes sistemas 
numéricos, cada uno de ellos se identifica por su 
base. 
Dígito 
Un dígito en un sistema numérico es un símbolo 
que no es combinación de otros y que representa 
 un entero positivo. 
Bit 
Es un dígito binario (Abreviación del inglés binary 
digit), es decir, un 0 o un 1. 
LOS SISTEMAS NUMÉRICOS 
Notación 
En adelante, para distinguir entre los 
diferentes sistemas numéricos 
encerraremos entre paréntesis el número y 
le añadiremos un subíndice, indicando la 
base que se está usando. 
 
Sin embargo, si no se usa subíndice se 
deberá entender que el número está en 
base diez, a menos que se diga lo 
contrario. 
Ejemplos: 
35 = (35)10 = 35 base 10 (sistema decimal) 
 
(110100)2 = 1101002= 110100 base 2 
(sistema binario) 
 
(34)16 = 3416= 34 base 16 (sistema 
hexadecimal) 
Código decimal binario (BCD) 
 
El código decimal binario (BCD Binary 
Code Decimal) es utilizado para 
expresar los diferentes dígitos 
decimales con un códigobinario. Por 
consiguiente, el código BCD tiene diez 
grupos de código y resulta práctico 
para convertir entre decimal y BCD 
 
Decimal Dígito en BCD 
0 0000 
1 0001 
2 0010 
3 0011 
4 0100 
5 0101 
6 0110 
7 0111 
8 1000 
9 1001 
El código 8421 
El código 8421 pertenece al grupo de 
códigos BCD. El nombre 8421 indica los 
diferentes pesos de los cuatro bits binarios 
(23, 22, 21, 20). 
Con un número de 4 bits se pueden representar 24 combinaciones 
posibles, pero al emplear el código 8421 se incluyen solamente 10 
grupos de código binario, en consecuencia las combinaciones 1010, 
1011, 1100, 1101, 1110, 1111 no se utilizan. 
Ejemplo 
Convertir a BCD el número decimal 6498. 
Reemplazando por los valores de la tabla 1.1.4. se obtiene, 
 
649810 =(0110 0100 1001 1000)8421 
 
 
Códigos alfanuméricos 
 
Permiten codificar caracteres del lenguaje natural en 
un conjunto de bits. 
Al igual que con los números, no existe una única 
norma para codificar los caracteres alfanuméricos 
es un código binario de un grupo de elementos que 
constan de diez dígitos decimales, las 26 letras del 
alfabeto y cierto número de de símbolos especiales 
como el $. El número total de elementos en un 
grupo alfanumérico es mayor de 36. Por lo tanto 
debe codificarse con un mínimo de seis bits (26 = 
64 ). 
 
 
El ASCII ( The American Standard Code for 
Information Interchange, Código Estándar 
estadounidense para el intercambio de 
información) es un código desarrollado por 
el Instituto Estadounidense de Normas. 
Procede directamente de la definición de byte: 1B = 
número de bits necesarios para codificar un 
carácter. Utiliza 7 bits para representar cada 
carácter, y el octavo como bit de paridad para 
detectar errores. Las 128 variaciones distintas 
que se pueden conseguir con 7 bits permiten 
incluir en esta codificación las mayúsculas y 
minúsculas del abecedario inglés. 
BYTE 
Un byte consiste de 8 bits y puede 
representar cualquiert tipo de datos o 
de información. 
¿Cuántos bytes hay en una cadena de 32 
bits? 
Solución 
32/8 = 4 hay cuatro bytes en una 
cedena de 32 bits. 
 
NIBBLE 
Abarca la mitad de un byte. 
 
¿Cuántos nibbles hay en un byte? 
 
Solución 
2 
PALABRA 
Es un grupo de bits que representa una 
cierta unidad de informacion. 
 
La computadora personal en su 
escritorio puede manejar ocho bytes a 
la vez, por lo tanto tiene un tamaño de 
palabra de 64bits. 
Dependiendo de la longitud (medida en 
número de bits) del registro, este se 
denomina de acuerdo ala siguiente tabla 
MÉTODO DE PARIDAD PARA LA 
DETECCIÓN DE ERRORES 
 
Un bit de paridad es un dígito binario que indica si el número de bits 
con un valor de 1 en un conjunto de bits es par o impar. Los bits de 
paridad conforman el método de detección de errores más simple. 
Hay dos tipos de bits de paridad: bit de paridad par y bit de paridad 
impar. 
 
El bit de paridad par se pone a 1 si el número de unos en un conjunto 
de bits es impar, haciendo de esta forma que el número total de bits 
(datos+paridad) sea par. 
 
El bit de paridad impar se pone a 1 si el número de unos en un 
conjunto de bits es par, haciendo de esta forma que el número total 
de bits (datos+paridad) sea impar. 
 
Nótese que este método detecta los errores, pero no los corrige.