Circuitos combinacionales básicos

CIRCUITOS COMBINACIONALES BÁSICOS

Índice

Introducción

Conceptos de análisis y sintesis de circuitos combinacionales

Métodos de simplificacion de funciones lógicas

Estructuras básicas

Ejemplos de aplicacion

Conclusiones

Introducción

Circuitos combinacionales

Los circuitos combinacionales son aquellos circuitos cuyas salidas, en un determinado instante, son función exclusivamente del valor de las entradas en ese instante. Estos circuitos se construyen a partir de las compuertas básicas AND, OR y NOT. También pueden ser construidos con compuertas NAND, NOR y XOR, que son una combinación de las tres compuertas básicas.

2. Concepto de análisis y síntesis de circuitos combinacionales

El análisis de un circuito combinacional consiste en obtener la función de salida de un circuito para cada una de las posibles combinaciones de las “n” variables de entrada. La síntesis consiste en obtener el circuito que realiza la función especificada. Para realizar el análisis y síntesis de circuitos combinacionales se utilizan técnicas algebraicas y gráficas. Las técnicas algebraicas se basan en el álgebra de conmutación y permiten simplificar funciones lógicas mediante la aplicación de teoremas y postulados del álgebra de Boole.

El proceso de análisis y síntesis de circuitos combinacionales se puede resumir en los siguientes pasos:

1. Obtener la tabla de verdad del circuito.
2. Obtener la función canónica expresada en minterms o maxterms a partir de la tabla de verdad.
3. Simplificar la función canónica mediante métodos algebraicos o gráficos.
4. Realizar la función simplificada mediante las oportunas puertas lógicas.

3. mÉTODOS DE SIMPLIFICACIONES LÓGICAS

Los métodos de simplificación de funciones lógicas se utilizan para simplificar funciones booleanas y reducir el número de puertas lógicas necesarias para implementar un circuito combinacional. Los métodos más comunes son el método algebraico y el método gráfico. El método algebraico se basa en la aplicación de teoremas y postulados del álgebra de Boole para simplificar funciones lógicas. El método gráfico se basa en los mapas de Karnaugh y permite simplificar funciones lógicas mediante la agrupación de términos adyacentes. Ambos métodos son útiles para simplificar funciones lógicas complejas y reducir el número de puertas lógicas necesarias para implementar un circuito combinacional.

3.1 mÉTODO algebraico

El método algebraico se basa en la aplicación de teoremas y postulados del álgebra de Boole para simplificar funciones lógicas. Los teoremas y postulados más comunes son: 1. Leyes de identidad: A + 0 = A y A * 1 = A 2. Leyes de negación: A + A’ = 1 y A * A’ = 0 3. Leyes de conmutación: A + B = B + A y A * B = B * A 4. Leyes de asociación: (A + B) + C = A + (B + C) y (A * B) * C = A * (B * C) 5. Leyes de distribución: A * (B + C) = (A * B) + (A * C) y A + (B * C) = (A + B) * (A + C) 6. Teorema de De Morgan: (A + B)’ = A’ * B’ y (A * B)’ = A’ + B’

3.2 MÉTODO gráfico

El método gráfico se basa en los mapas de Karnaugh y permite simplificar funciones lógicas mediante la agrupación de términos adyacentes. Los mapas de Karnaugh son tablas que representan todas las posibles combinaciones de variables de entrada y muestran los valores de salida correspondientes. Los términos adyacentes se agrupan en grupos de 2, 4 o 8 para simplificar la función lógica. Los mapas de Karnaugh son una herramienta gráfica que se utiliza para simplificar funciones lógicas. Estos mapas son tablas que representan todas las posibles combinaciones de variables de entrada y muestran los valores de salida correspondientes. Los términos adyacentes se agrupan en grupos de 2, 4 o 8 para simplificar la función lógica. Los mapas de Karnaugh son una herramienta muy útil para simplificar funciones lógicas complejas y reducir el número de puertas lógicas necesarias para implementar un circuito combinacional.

4. Estructuras combinacionALES BÁSICAS

Los multiplexores, demultiplexores, decodificadores, codificadores y comparadores son estructuras combinacionales básicas que se utilizan para implementar funciones lógicas complejas.

• Multiplexores: Los multiplexores son dispositivos que permiten seleccionar una entrada entre varias y enviarla a la salida. Los multiplexores se utilizan en aplicaciones como la selección de canales en televisión por cable o satélite.

• Demultiplexores: Los demultiplexores hacen lo contrario que los multiplexores, es decir, reciben una entrada y la envían a una de varias salidas posibles. Los demultiplexores se utilizan en aplicaciones como la distribución de señales de televisión o audio.

• Decodificadores: Los decodificadores convierten un código binario en una señal activa en una sola línea. Los decodificadores se utilizan en aplicaciones como la selección de memoria en un sistema de computadora.

• Codificadores: Los codificadores hacen lo contrario que los decodificadores, es decir, convierten varias señales activas en un código binario. Los codificadores se utilizan en aplicaciones como la transmisión de datos digitales.

• Comparadores: Los comparadores comparan dos números binarios y generan una señal que indica si son iguales o cuál es mayor. Los comparadores se utilizan en aplicaciones como la selección de datos en un sistema de computadora.

5. Ejemplos de aplicacion

Los circuitos combinacionales se utilizan en muchos dispositivos electrónicos, algunos ejemplos de aplicación de circuitos combinacionales son:

• Calculadoras: Las calculadoras utilizan circuitos combinacionales para realizar operaciones aritméticas y lógicas complejas.

• Relojes digitales: Los relojes digitales utilizan circuitos combinacionales para mostrar la hora y realizar funciones como la alarma.

• Sistemas de control automático: Los sistemas de control automático utilizan circuitos combinacionales para controlar el comportamiento de los sistemas.

• Sistemas digitales de comunicación: Los sistemas digitales de comunicación utilizan circuitos combinacionales para codificar y decodificar señales.

• Codificadores y decodificadores de señales: Los codificadores y decodificadores se utilizan en aplicaciones como la transmisión de datos digitales.

• Multiplexores y demultiplexores: Los multiplexores y demultiplexores se utilizan en aplicaciones como la selección de canales en televisión por cable o satélite.

CONCLUsIÓN

• Los circuitos combinacionales son fundamentales en la electrónica digital ya que permiten realizar operaciones lógicas complejas a partir de operaciones más simples. Además, su diseño y análisis es esencial para el desarrollo de sistemas digitales más complejos.

• Los circuitos combinacionales se utilizan en muchos dispositivos electrónicos como calculadoras, relojes digitales, sistemas de control automático y sistemas digitales de comunicación.

Referencias y sitios sugeridos

• ElectrónicaOnline. (s.f.). Circuitos Lógicos Combinacionales. Recuperado el 1 de agosto de 2023, de https://electronicaonline.net/electronica-digital/circuitos-logicos-combinacionales/

• Universidad de Alcalá. (s.f.). Circuitos combinacionales. Álgebra de Boole. Recuperado el 1 de agosto de 2023, de http://atc2.aut.uah.es/~marcos_s/recursos/U12CircuitosCombinacionales_I.pdf

• Universidad de Sevilla. (s.f.). Unidad 4. Circuitos combinacionales. Recuperado el 1 de agosto de 2023, de https://www.dte.us.es/docencia/etsii/gii-ti/cedti/grupojorgejuan/unidades/unidad04/unit4_circ_comb.pdf

• Unicrom. (2018). Qué son Circuitos Combinacionales? Recuperado el 1 de agosto de 2023, de https://unicrom.com/circuitos-combinacionales-electronica-digital/

• AulaFacil. (s.f.). Circuitos Combinacionales. Recuperado el 1 de agosto de 2023, de https://www.aulafacil.com/cursos/hardware/arquitectura-de-computadores/circuitos-combinacionales-l33360