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Electrónica digital: puertas lógicas y circuitos
Sistema binario
- La electrónica digital trabaja con solo 2 estados: 0 (apagado, falso, 0V) y 1 (encendido, verdadero, 5V).
- Un bit es un dígito binario (0 o 1). Un byte = 8 bits = 256 combinaciones posibles (00000000 a 11111111).
- Conversión: decimal a binario y viceversa. Ej: 13 decimal = 1101 binario (8+4+0+1).
Puertas lógicas
| Puerta | Función | Salida = 1 cuando |
|---|
| AND (Y) | A Y B | Ambas entradas son 1 |
| OR (O) | A O B | Al menos una entrada es 1 |
| NOT (NO) | NO A | La entrada es 0 (invierte) |
| NAND | NO (A Y B) | Al menos una entrada es 0 |
| NOR | NO (A O B) | Ambas entradas son 0 |
| XOR (O exclusiva) | A o B pero no ambas | Las entradas son diferentes |
Tablas de verdad
Para cada puerta, la tabla de verdad muestra todas las combinaciones posibles de entradas y la salida correspondiente.
Ejemplo tabla AND:
Aplicaciones
- Alarma: puerta OR (suena si se abre la puerta O la ventana). Prensa segura: puerta AND (solo baja si se pulsan los dos botones a la vez).
- Luz de escalera: puerta XOR (al accionar cualquiera de los dos interruptores, la luz cambia de estado).
- Semáforo: combinación de puertas para secuenciar rojo-amarillo-verde.
¿Sabías que...?
Toda la electrónica moderna (procesadores, memorias, pantallas) está construida con miles de millones de puertas lógicas. Un procesador moderno tiene decenas de miles de millones de transistores; cada puerta lógica se construye con varios transistores.
Recuerda
La puerta NAND es "universal": con solo puertas NAND se puede construir CUALQUIER circuito lógico (AND, OR, NOT, etc.). Es la base de los procesadores.
Actividades
1. Binario: convierte a binario: 5, 12, 25, 100, 255. Y de binario a decimal: 1010, 11001, 10110.
2. Tablas verdad: dibuja la tabla de verdad de: AND, OR, NAND, XOR para 2 entradas.
3. Circuito: diseña un circuito que encienda una luz SOLO si 2 interruptores están activados (AND). Dibuja el esquema.
4. Simulador: usa un simulador online (Logic.ly o CircuitVerse) para montar y probar circuitos con puertas lógicas.
5. Problema: una alarma se activa si (la puerta está abierta Y es de noche) O (se detecta movimiento). Diseña el circuito lógico.