SAAEI 2005

1
Electrónica Industrial
2do curso de Ingeniería Técnica Industrial
Especialidad Electricidad
Lección 9 Introducción a la Electrónica Digital
Profesor Diego González Lamar
Transparencias basadas en el material realizado
por J. Antonio Calleja
2
Introducción a la Electrónica Digital
Índice de la Lección

• Sistemas analógicos y digitales
• Señal digital
• Señal analógica
• Sistemas de numeración
• Códigos binarios
• Código binario natural
• Código octal y hexadecimal
• Códigos ponderados o no ponderados
• Códigos progresivos
• Códigos de carácter
• Códigos de detección y corrección de error

Electrónica Industrial Lección 9
3
Introducción a la Electrónica Digital
Sistemas Analógicos y Digitales
Señal Analógica
Magnitud Analógica Toma valores continuos ?
Números Reales
Ejemplo
Electrónica Industrial Lección 9
Temperatura a lo largo de un día
T(ºC)
P(8.217 horas, 19.858 ºC)
30
20
10
0
6
12
18
24
Hora
4
Introducción a la Electrónica Digital
Sistemas Analógicos y Digitales
Señal Digital
Toma valores discretos
Ejemplo
Electrónica Industrial Lección 8
Temperatura a lo largo de un día
T(ºC)
P(15h, 30ºC)
Analógica
30
Digital
20
10
0
6
12
18
24
Hora
5
Introducción a la Electrónica Digital
Sistemas Analógicos y Digitales
Valores de una variable digital
Un interruptor
Dos interruptores
Cuatro estados
Dos estados
0
00
01
21 2
Electrónica Industrial Lección 9
1
22 2
10
11
Formas de onda
Flanco de
Flanco de
Nivel Alto
bajada
subida
Nivel Bajo
6
Introducción a la Electrónica Digital
Sistemas Analógicos y Digitales
Sistema Analógico
Sistema Digital
Electrónica Industrial Lección 9
Sistema Analógico- Digital
V. Analog
V. Digital
Proceso
Sistema de Control Digital
A/D
V. Analog
D/A
V. Digital
7
Fuentes de Alimentación Lineales
Sistemas Analógicos y Digitales
Digitalización de una señal analógica
S(t)
S(t)
Electrónica Industrial Lección 9
t
t
C(n)
Código Binario C(n)(1000, 1011, 0111, 0011,
0001, 0011, 1001, 1111, 1001, 0010, 0000, 0011,
0111, 1001, 0111, 0011)
1111
1111
1110
1110
1101
1101
1100
1100
1011
1011
1010
1010
1001
1001
1000
1000
t
t
0111
0111
0110
0110
0101
0101
0100
0100
0011
0011
0010
0010
0001
0001
0000
0000
8
Introducción a la Electrónica Digital
Sistemas Analógicos y Digitales
Encapsulados de circuitos integrados digitales
Electrónica Industrial Lección 9
9
Introducción a la Electrónica Digital
Sistemas de numeración
Base B
Un número con n dígitos enteros y k fraccionarios
Electrónica Industrial Lección 9
Ejemplo Base 10
10
Introducción a la Electrónica Digital
Sistemas de numeración
Base 2
Un número con n dígitos enteros y k fraccionarios
Electrónica Industrial Lección 9
Ejemplo
11
Introducción a la Electrónica Digital
Sistemas de numeración
Paso de Base 10 a Base 2
27,875
Parte Fraccionaria
Electrónica Industrial Lección 9
Parte Entera
0,875 x 2
1
,750
2
27
13
1
2
0,750 x 2
1
,500
1
6
2
0,500 x 2
1
,000
3
0
2
0,000 x 2
0
,000
1
1
11011,1110
12
Introducción a la Electrónica Digital
Códigos binarios

• Un código establece una correspondencia biunívoca
  entre cada uno de los estados de un sistema
  digital y una cierta combinación de guarismos o
  cifras
• En los circuitos digitales se emplean códigos
  binarios que usan sólo las cifras 0 y 1
• Con n dígitos binarios (bits) se puede formar
  un total de 2n combinaciones para representar los
  diferentes estados de un sistema

Electrónica Industrial Lección 9
Acción
Código digital
Arrancar motor
101101
13
Introducción a la Electrónica Digital
Códigos binarios
Código binario natural
Se trata de codificar directamente la información
por su equivalente en base dos 510?1012
Código octal
Electrónica Industrial Lección 9
Para representar más cómodamente los números
binarios? Este código aprovecha al máximo las
posibilidades de codificación con n bits, ya que
emplea las 2n combinaciones posibles
14
Introducción a la Electrónica Digital
Códigos binarios
Código Hexadecimal
Para representar todavía más cómodamente los
números binarios? Este código aprovecha mucho más
las posibilidades de codificación con n bits
Electrónica Industrial Lección 9
00010001101111012 11BD(16)
131601116111621163 454110
15
Introducción a la Electrónica Digital
Códigos binarios
Sistema digital 1
Sistema digital 2
Tamaño de datos 4 bits ? nibble 8 bits ?
byte 16 bits ? word 32 bits ? double word
Electrónica Industrial Lección 9
1
1
1
1
1
0
1
0
0
1
1
1
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Introducción a la Electrónica Digital
Códigos binarios
Representación de números negativos en C-1
0111 1111 ? 127d 0111 1110 ? 126d ... 0000 0010 ?
2d 0000 0001 ? 1d 0000 0000 ? 0d
Complemento a 1 se invierten todos los bits
Electrónica Industrial Lección 9
Esta combinación se desaprovecha
1111 1111 ?-0d
1111 1110 ? -1d 1111 1101 ? -2d ... 1000 0001 ?
-126d 1000 0000 ? -127d
17
Introducción a la Electrónica Digital
Códigos binarios
Representación de números negativos en C-2
0111 1111 ? 127d 0111 1110 ? 126d ... 0000 0010 ?
2d 0000 0001 ? 1d 0000 0000 ? 0d
Complemento a 2 se invierten todos los bits y se
suma 1
Electrónica Industrial Lección 9
1111 1111 ? -1d 1111 1110 ? -2d ... 1000 0010 ?
-126d 1000 0001 ? -127d
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Introducción a la Electrónica Digital
Códigos binarios
Códigos decimales codificados en binario

• Se emplean para representar los números decimales
  mediante códigos binarios ?Como hay que
  representar diez dígitos (0 ... 9) se emplean n4
  dígitos binarios
• De las 16 combinaciones posibles se emplean sólo
  10
• Existen dos tipos de códigos decimales
  codificados en binario

Electrónica Industrial Lección 9

• Códigos BCD Ponderados (El número decimal
  equivalente se obtiene como suma ponderada del
  los dígitos que forman el código)
• Códigos BCD no ponderados

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Introducción a la Electrónica Digital
Códigos binarios
Códigos decimales codificados en binario
BCD ponderado
27(10) 11011(2)
Electrónica Industrial Lección 9
0010 0111(BCDnat)
20
Introducción a la Electrónica Digital
Códigos binarios
Códigos decimales codificados en binario
BCD no ponderado
27(10) 11011(2)
Electrónica Industrial Lección 9
0101 1010(BCDnat)
21
Introducción a la Electrónica Digital
Códigos binarios
Códigos progresivos

• Sólo cambia un bit de una combinación a otra.
• Útiles para codificar posiciones.

Electrónica Industrial Lección 9
000
100
Decimal Gray 0 000 1 001
2 011 3 010 4 110 5 111
6 101 7 100
101
001
111
011
010
110
22
Introducción a la Electrónica Digital
Códigos binarios
Códigos de carácter

• ASCII American Standard Code for Information
  Interchange Estándar Americano de Codificación
  para el Intercambio de Información
• ASCII es un estándar de representar caracteres y
  símbolos en forma electrónica. Usar estándares
  aumenta la eficiencia y elimina errores

Electrónica Industrial Lección 9
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Introducción a la Electrónica Digital
Códigos binarios
Códigos de detección de error
Utilizados en transmisiones digitales con el
objeto de detectar errores en la misma.
Electrónica Industrial Lección 9
BCD paridad par 0000 0 0001 1 0010 1 0011 0 0100 1
0101 0 0110 0 0111 1 1000 1 1001 0
BCD 0 0000 1 0001 2 0010 3 0011 4 0100 5 0101 6 0
110 7 0111 8 1000 9 1001
BCD paridad impar 0000 1 0001 0 0010 0 0011 1 0100
0 0101 1 0110 1 0111 0 1000 0 1001 1
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Introducción a la Electrónica Digital
Códigos binarios
Códigos de corrección de error
La paridad simple detecta pero no corrige se
hace preciso acudir a la Paridad entrelazada.
Electrónica Industrial Lección 9
000001 1 000011 0 010101 1 111011 1 101100 1
Se puede corregir en la recepción!