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Una vez conocidos los componentes pasivos y activos, y haber visto los Circuitos Integrados, vamos a entrar en el campo de la Electrónica Digital. Basándose tan solo en Ceros y Unos, este campo abarca desde pequeña circuitería a complejos microprocesadores. Vamos a empezar con la esencia de este campo.

Electrónica Digital.

Esta parte de la electrónica, es la que trabaja con señales digitales. Esto quiere decir que trabaja con corrientes y tensiones eléctricas que tan solo pueden poseer dos estados en el transcurso del tiempo.
Para eso, se aplica si hay o no hay corriente o tensión, por eso se dice que este tipo de electrónica siempre es binaria, es decir, trabaja tan solo con 2 dígitos, que corresponden al valor 0 o valor mínimo de tensión o corriente, y el valor 1 correspondiente al valor máximo de tensión o corriente.

Los sistemas digitales se clasifican en dos grandes grupos, Combinacionales y Secuenciales.

Combinacionales.

Las salidas en cualquier instante de tiempo dependen del valor de las entradas en ese mismo instante de tiempo (salvo los retardos propios de los dispositivos electrónicos). Son, por tanto, sistemas sin memoria.

Secuenciales.

La salida del sistema va a depender del valor de las entradas en ese instante de tiempo y del estado del sistema; es decir, de Ia historia pasada del sistema. Por tanto son sistemas con memoria.
Con estos conceptos generales de la electrónica digital, vamos a empezar a conocer las bases mediante las llamadas puertas lógicas y algunas operaciones lógicas en binario. Empecemos por conocer que es una variable binaria.

Variable binaria.

Al tratarse de sistemas binarios, una variable binaria será toda variable que solo puede tener dos valores posibles, que corresponden a dos estados distintos.
Estas variables las usamos para poner el estado en el que se encuentra un elemento de entrada (como por ejemplo un interruptor o un pulsador) y el de una salida (como por ejemplo un LED o un relé), siendo diferente el criterio que tomamos para cada uno.
-Los Elementos de entrada (pueden ser interruptores, pulsadores, sensores, etc.), se encuentran accionados (estado 1) o sin accionar (estado 0)
-Los Receptores o elementos de Salida (LED’s, motores, relés, etc.), se activarán (estado 1) o desactivaran (estado 0)
Cuando hablamos de accionados, nos referimos a que su estado ha cambiado, comparándolo con su posición de reposo. Lo más sencillo es Imaginar un interruptor que su posición en estado de reposo, es abierto. En ese caso, su estado binario sería 0. Si accionamos el interruptor y cambiamos la posición, ahora pasa a ser un interruptor cerrado, y su nuevo estado binario sería 1.
Por lo que, el estado quiere decir si el interruptor o pulsador se ha pulsado o no. Pulsado estado 1, sin pulsar estado 0. Si hablamos de un elemento de salida, como un LED o un relé, si están funcionando su estado será 1 y en caso contrario, su estado será 0.

Números Binarios.

Antes de empezar, deberemos conoces los Números Binarios. Estos empiezan por el numero más pequeño, que es el 0, y luego el 1. Para poder pasar a un siguiente número, tendremos que usar dos cifras, ya que en binario no disponemos de más números.
Así pues, el siguiente número binario, saldrá de combinar el 1 con el 0, es decir el 10, ya que al revés, sería el 01 y su valor es igual a 1.
Continuando la numeración, el siguiente deberá ser el número el 11. Y en este punto, hemos hecho todas las combinaciones posibles con dos cifras.
Entonces pasamos a construir números binarios de de 3 cifras, por lo que el siguiente sería el 100, luego el 101, el 110 y el 111. Y desde aquí, deberán ser de 4 cifras, etc...

Decimal a Binario.

Este sistema, práctico para entenderlo, deja de serlo si necesitamos conocer números decimales más grandes. Pongamos por ejemplo que queremos saber cuál es el equivalente en binario de numero decimal 1024.
El método que se emplea para obtener la cifra en binario, será hacer sucesivas divisiones del número decimal entre 2 y tomar el resto. Es decir cero si el resultado de la división es par y uno si es impar. Al finalizar todas las posibles divisiones, tomaremos el último cociente, que siempre será 1, y todos los restos de las divisiones de abajo arriba, en orden ascendente.

Hemos visto como para sacar el equivalente se toma el último cociente de las operaciones y los restos que han salido en orden ascendente, de abajo arriba.
Nótese, que se han escrito subíndices 10 y 2, al final de los números. Se usan para indicar que es un número en base 0 o base 2, pero no suele ser ni obligatorio ni necesario ponerlo.

Binario a Decimal.

Para hacer el proceso inverso, el método es el siguiente.
Imaginemos que necesitamos saber que numero decimal es el 10010111.
En primer lugar, hemos de numerar los bits de derecha a izquierda, comenzando desde el 0 y no desde el 1.
Luego, ese número asignado a cada cifra en binario, será el exponente que le corresponde.
Luego, cada número, se multiplicara por dos elevado al exponente asignado anteriormente. Por último, se suman todos los productos y el resultado será el número decimal equivalente.
Vamos a verlo un ejemplo paso a paso para vero más sencillamente.

Como veis, siendo más prácticos, consiste en sumar todos los dígitos con valor 1 binario convertidos a su valor decimal en su posición. Es decir, el dígito de menos peso (el de la derecha del todo), su valor siempre será 1, el siguiente tendrá valor 2, el siguiente valor 4, etc.

Operaciones lógicas.

En un sistema binario, se realizan una serie de operaciones matemáticas, y solo usan los dígitos 0 y 1, y las funciones AND, OR y NOT (Y, O y Negación lógicas)
Aunque para empezar, vamos a ver unas operaciones simples. Por ejemplo, para sumar con los números posibles en binario (bits), estos serian los resultados:

Para la resta de los números posibles en binario (bits), estos son los resultados:

La resta 0 - 1 se resuelve, igual que en un sistema decimal, tomando una unidad prestada de la posición siguiente: 10 - 1 = 1 y me llevo 1, lo que equivale a decir en decimal, 2 - 1 = 1. Esa unidad prestada debe devolverse, sumándola, a la posición siguiente.
Para el caso de la multiplicación en binario, estos son los resultados:

El caso de la división es algo más complejo, por lo que no la vamos a abordarlo, por el momento, para lo que nos interesa tratar aquí.
En cambio, la función negación, es muy sencilla y si que se emplea.

Nótese, que la línea sobre el dígito, significa negación (NOT). Más adelante veremos que también se usa la comilla ( ’ ), para representarlo.

En próximas publicaciones, veremos las puertas lógicas.

Y aquí tienes la publicaciones anteriores, por si os perdisteis alguna:

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