lunes, 7 de febrero de 2011


Un circuito combinacional, como su nombre lo sugiere es un circuito cuya salida depende solamente de la "combinación" de sus entradas en el momento que se está realizando la medida en la salida, es decir, aquellos circuitos digitales con varias entradas y varias salidas, en los cuales la relación entre cada salida y las entradas puede ser expresada mediante una función lógica (expresiones algebraicas, tablas de verdad, circuito con puertas lógicas, etc.)

Analizando el circuito, con compuertas digitales, que se muestra a continuación, se ve que la salida de cada una de las compuertas que se muestran, depende únicamente de sus entradas.
La salida F (salida final o total delcircuito) variará si alguna de las entradas A o B o las dos a la vez cambian.
Los circuitos de lógica combinacional son hechos a partir de las compuertas básicas compuerta AND, compuerta OR, compuerta NOT.
También pueden ser construidos con compuertas NAND, compuertas NOR, compuerta XOR, que son una combinación de las tres compuertasbásicas.

La operación de los circuitos combinacionales se entienden escribiendo las ecuaciones booleanas y sus tablas de verdad.



Circuito digital combinacional - Electrónica Unicrom





La compuerta lógica AND o compuerta Y.


Compuerta AND

La compuerta AND o Y lógica es una de las compuertas más simples dentro de la Electrónica Digital.  Su representación es la que se muestra en las siguientes figuras.
La primera es la representación de una compuerta AND de 2 entradas y la segunda de una compuerta AND de 3 entradas.




La compuerta Y lógica más conocida tiene dos entradas A y B, aunque puede tener muchas más (A,B,C, etc.) y sólo tiene una salida X.   La compuerta AND de 2 entradas tiene la siguiente tabla de verdad.

Tabla de verdad de una compuerta AND  - Electrónica Unicrom

Se puede ver claramente que la salida X solamente es "1" (1 lógico, nivel alto) cuando la entrada A como la entrada B están en "1". En otras palabras, La salida X es igual a 1 cuando la entrada A y la entrada B son 1.  Esta situación se representa en álgebra booleana como:
 X = A*B o X = AB.
Una compuerta AND de 3 entradas se puede implementar con interruptores, como se muestra en el siguiente diagrama.
La tabla de verdad se muestra al lado derecho donde: A = Abierto y C = Cerrado.
Compuerta AND implementada con 3 interruptores - Electrónica Unicrom Tabla de verdad de compuerta AND implementada con 3 interruptores - Electrónica Unicrom
.







Compuerta lógica OR o Compuerta O

La compuerta O lógica o compuerta OR es una de las Compuertas mas simples dentro de la Electrónica Digital.  La salida X de la compuerta ORserá "1" cuando la entrada "A" o la entrada "B" estén en "1".  Expresándolo en otras palabras:
En una compuerta OR,  la salida será "1", cuando en cualquiera de sus entradas haya un "1".  La compuerta OR se representa con la siguiente función booleana:

 X = A+B óX = B+A

Compuerta OR de dos entradas.

La representación de la compuerta "OR" de 2 entradas y su tabla de verdad se muestran a continuación.
Compuerta OR (compuerta O) de dos estradas  -  Electrónica UnicromTabla de verdad de compuerta OR de 2 entradas - Electrónica UnicromCompuerta OR (compuerta O) de dos entradas implementada con interruptores  -  Electrónica Unicrom
La compuerta OR también se puede implementar con interruptores como se muestra en la figura de arriba a la derecha, en donde se puede ver que: cerrando el interruptor A "O" el interruptor B se encenderá la luz "1" = cerrado , "0" = abierto, "1" = luz encendida.

Compuerta OR de tres entradas

En las siguientes figuras se muestran la representación de la compuerta "OR" de tres entradas con su tabla de verdad y la implementación con interruptores
Compuerta OR (compuerta O) de tres entradas  -  Electrónica Unicrom Tabla de verdad de compuerta OR de 3 entradas - Electrónica UnicromComnpuerta OR de 3 entradas implementada con interruptores - Electrónica Unicrom
La lámpara incandescente se iluminará cuando cualquiera de los interruptores (A o B o C) se cierre.  Se puede ver que cuando cualquiera de ellos esté cerrado la lampara estará alimentada y se encenderá. La función booleana es:
X = A + B + C




Compuerta lógica NOT o Compuerta inversora

En la electrónica digital, no se podrían lograr muchas cosas si no existiera la compuerta NOT, también llamada compuerta inversora.
La compuerta NOT como la compuerta AND y la compuerta OR es muy importante. Esta compuertaentrega en su salida el inverso (opuesto) de la entrada.
El símbolo y la tabla de verdad son los siguientes:
Símbolo y tabla de verdad de la compuerta NOT - Electrónica Unicrom
La salida de una compuerta NOT tiene el valor inverso al de su entrada. En el caso del gráfico anterior la salida X = A

Esto significa que:
- Si a la entrada tenemos un "1" lógico, a la salida hará un "0" lógico y ...
- Si a la entrada tenemos un "0" lógico a la salida habrá un "1" lógico.

Nota: El apóstrofe en la siguiente expresión significa "negado". Entonces: X = A’ es lo mismo que X = A
Las compuertas NOT se pueden conectar en cascada, logrando después de dos compuertas, la entrada original. Ver el siguiente gráfico y la tabla de verdad.
Dos compuertas NOT en cascada. La salida es igual a la entrada pero atrazada en el tiempo - Electrónica Unicrom
Un motivo para implementar un circuito que tenga en su salida, lo mismo que tiene en su entrada, es conseguir un retraso de la señal original con un propósito especial



Compuerta lógica NAND o compuerta No Y


Compuerta NAND

Una compuerta NAND (NO Y) de dos entradas, se puede implementar con la concatenación de una compuerta AND o "Y" de dos entradas y una compuerta NOT o "No" o inversora. Ver la siguiente figura.
Compuerta NAND o NO Y, Símbolo y circuito equivalente con compuerta AND y compuerta NOT  -  Electrónica Unicrom

Tablas de verdad de la compuerta NAND

Tablas de verdad de una compuerta NAND de 2 entradas y una compuerta NAND de 3 entradas - Electrónica Unicrom




Compuerta lógica NOR o compuerta NO O

Una compuerta lógica NOR (No O) se puede implementar con la concatenación de una compuerta OR con una compuerta NOT, como se muestra en la siguiente figura.

Compuerta lógica NOR y su circuito equivalente  -  Electrónica Unicrom


Al igual que en el caso de la compuerta lógica OR, ésta se puede encontrar en versiones de 2, 3 o más entradas.  Las tablas de verdad de estos tipos de compuertas son las siguientes:



Tablas de verdad de una compuerta lógica NOR de 2 y de 3 entradas - Electrónica Unicrom

La compuerta lógica "O" exclusiva o XOR


En la electrónica digital hay unas compuertas que no son comunes. Una de ellas es la

compuerta XOR ó compuerta O exclusiva ó compuerta O excluyente
.
El siguiente diagrama muestra el símbolo de una compuerta XOR (O exclusiva) de 2

entradas:
Símbolo compuerta XOR o compuerta OR exclusiva - Electrónica Unicrom

Comprender el funcionamiento de esta compuerta digital es muy importante para después
poder implementar lo que se llama un comparador digital.
La figura de la derecha muestra la tabla de verdad de una compuerta XOR de 2 entradas.
Y se representa con la siguiente función booleana

X = A.B + A.B
Tabla de verdad de compuerta XOR (OR exclusiva) de 2 entradas - Electrónica Unicrom

Si se comparan las tablas de verdad de la compuerta ORy la compuerta XOR se observa 
que la compuerta XOR tendrá un uno ("1") en su salida cuando la suma de
los unos  "1" en las entradas sea igual a un número impar.  La ecuación se puede escribir de 
dos maneras:


X = A.B + A.B ó 
La siguiente figura muestra la tabla de verdad de una compuerta XOR  de 3 entradas
Tabla de verdad de compuerta XOR (OR exclusiva) de 3 entradas - Electrónica Unicrom