Unidad I “Sistemas Digitales” Rafael Vázquez Pérez Arquitectura de Computadoras

martes 28 de enero de 14

Agenda 1. Electrónica, electrónica analógica y digital. 2. Circuitos y sistemas digitales. 3. Sistemas de representación, binaria, octal y hexadecimal. 4. Conversión entre sistemas de representación. 5. Códigos binarios 6. Tablas de verdad de sistemas digitales

martes 28 de enero de 14

Tema 1: Electrónica, electrónica analógica y digital.

martes 28 de enero de 14

Electrónica • El término de la electrónica significa “mecánica de los electrones”

martes 28 de enero de 14

¿ Que es la electrónica ? • Es la rama de la ciencia y tecnología que se ocupa de los circuitos eléctricos que involucran componentes eléctricos y electrónicos

Motherboard o tablero madre

•C u e n t a

c o n v a r i o s c i rc u i t o s eléctricos y electrónicos

•Cada

circuito tiene componentes eléctricos y electrónicos

martes 28 de enero de 14

martes 28 de enero de 14

Motherboard Intel

martes 28 de enero de 14

Motherboard AMD

martes 28 de enero de 14

• Actualmente la electrónica influye en nosotros todos los días

• Algunos de los Gadgets que usamos

diariamente que utilizan la electrónica

• • • •

martes 28 de enero de 14

Computadoras TV´s Teléfonos Móviles Camaras Digitales

Aplicaciones de la electrónica

• Comunicaciones de Datos • Los datos pueden ser transmitidos por medio de LAN (local Area Networks), WAN (Wide Area Networks) y otros medios de transmisión

martes 28 de enero de 14

Aplicaciones de la electrónica (continuación) • •

martes 28 de enero de 14

Propagación de Ondas Electromagnéticas.

•

Incluye radio comunicaciones, radares, televisión, micro-ondas, comunicaciones satelitales, rayos x y otras.

Procesamiento de Datos.

•

Incluye computación aplicada a la administración de oficinas, bancos, procesamiento de palabras, animaciones, computación matemática, etc.

Aplicaciones de la electrónica (continuación) • Procesos de Control • Aplicado a la robótica, control de

vehículos automotores y aero-espaciales.

• Control de plantas industriales

• Investigación • Puede ser usado en la investigación de física de partículas

martes 28 de enero de 14

• •

martes 28 de enero de 14

Vocabulario Básico de la Electrónica Circuitos Eléctricos Existen 2 tipos de circuitos eléctricos

•

Analógicos.- Son aquellos circuitos que usan un rango continuo de voltaje

•

Ejemplos: Bulbos, Transistores, amplificadores operacionales, etc

•

Digitales.- Circuitos que usan niveles discretos de voltaje

•

Ejemplos: Computadoras, relojes electrónicos

•

Vocabulario Básico de la Electrónica Componentes de los circuitos

• Componentes Pasivos ELEMENTOS DE UN CIRCUITO ELECTRÓNICO. • Son aquellos que transforman la energía

circuito electrónico podemos distinguir los siguientes elementos: expresándola en forma de corriente

o voltaje.

•

Componentes discretos:Ejemplos: pequeños dispositivos electrónicos individuales con una funcionalidad mu resistencias, capacitores, inductores genérica y limitada. Ejemplos: resistores, condensadores, relés, diodos, transistores, etc.).

Chips (Circuitos Integrados): pequeñas pastillas que contienen miles y millones de componente discretos integrados en un área muy pequeña (en unos pocos centímetros). Presenta funcionalidades mucho más concretas y aplicadas que los componentes discretos. martes 28 de enerotemporizador de 14 Ejemplos: 555, amplificador operacional µ741, memorias, etc.

•

onentes pasivos martes 28 de enero de 14

Vocabulario Básico de la Electrónica Componentes Activos.- Son aquellos componentes que producen energía en la forma de corriente o voltaje, por ejemplo transistores o tiristores.

Componentes activos.

Corriente Directa •

Es el flujo  de corriente que se dirige en una sola dirección. La corriente directa es un tipo de corriente eléctrica la cual se conoce como corriente continua.

•

Esta corriente eléctrica es utilizada para energizar diferentes circuitos eléctricos y electrónicos; en  la radio electrónica es utilizada para la polarización de diferentes dispositivos como resistencias, transistores, válvulas al vacío, y así para el correcto funcionamiento de un aparato electrónico; la corriente directa es creada por reacciones químicas, por acción de la luz o por inducción eléctrica.

martes 28 de enero de 14

martes 28 de enero de 14

•

Características de la corriente directa 1.TENSIÓN (E o V = Volt).-Es la fuerza con la que son impulsados los electrones libres, de un conductor originado por una diferencia de potencial la cual puede ser originada a su vez por una fuente de electricidad.

•

2.INTENSIDAD ( I = Ampere ).- Es la cantidad de electrones que fluyen por un circuito o un conductor originado por la aplicación de un voltaje eléctrico, esta corriente causará diferentes afectos tales como presión, sonido, calor, luz, magnetismo, etc.

•

3.RESISTENCIA ( R = Ohms ).- Es la oposición que presenta un dispositivo al paso de la corriente eléctrica.

•

4.POTENCIA ( P o W = Watts ).- Es el grado de facilidad o dificultad que presenta un elemento para realizar un trabajo, el elemento que realiza una potencia en un circuito electrónico es la resistencia, esta potencia electrónica esta regida por la tensión o intensidad.

martes 28 de enero de 14

Corriente Alterna •

La corriente alterna (como su nombre lo indica) circula por durante un tiempo en un sentido y después en sentido opuesto, volviéndose a repetir el mismo proceso en forma constante.

•

Este tipo de corriente es la que nos llega a nuestras casas y la usamos para alimentar la TV, el equipo de sonido, la lavadora, la refrigeradora,etc.

•

martes 28 de enero de 14

• • • •

martes 28 de enero de 14

Propiedades de la Corriente Alterna Frecuencia:(f) Si se pudiera contar cuantos ciclos de esta señal de voltaje suceden en un segundo tendríamos la frecuencia de esta señal, con unidad de ciclos / segundo, que es lo mismo que Hertz o Hertzios. Periodo:(t) El tiempo necesario para que un ciclo de la señal anterior se produzca, se llama período (T) y tiene la fórmula: T = 1 / f, o sea el período (T) es el inverso de la frecuencia. (f)

Corriente Alterna • Voltaje Vrms.- Se puede obtener el voltaje equivalente en corriente continua (Vrms) de este voltaje alterno con ayuda de la fórmula Vrms = 0.707 x Vp.

martes 28 de enero de 14

Corriente Alterna • Voltaje pico a pico • Analizando el gráfico se ve que hay un máximo y un voltaje mínimo.

• La diferencia entre estos dos voltajes es el

llamado voltaje pico-pico (Vpp) y es igual al doble del Voltaje Pico (Vp)

martes 28 de enero de 14

Corriente alterna • Valor Pico Si se tiene un voltaje RMS y se desea encontrar el voltaje pico: VPICO = VRMS / 0.707

• Ejemplo: encontrar el voltaje Pico de un voltaje RMS VRMS = 120Voltios VPICO= 120 V / 0.707 = 169.7 Voltios Pico

martes 28 de enero de 14

Corriente Alterna • • • • martes 28 de enero de 14

El valor promedio de un ciclo completo de voltaje o corriente es cero (0). Si se toma en cuenta solo un semiciclo (supongamos el positivo) el valor promedio es: VPR = VPICO x 0.636 La relación que existe entre los valores RMS y promedio es: VRMS = VPR x 1.11 VPR = VRMS x 0.9

Ley de ohm V=IR I=V/R R= V/I

martes 28 de enero de 14

Ejemplo 10 v + -

martes 28 de enero de 14

10 ohms

Tema 1I: Circuitos y sistemas digitales.

martes 28 de enero de 14

Introducción • Los sistemas de computo están construidos en base a la electrónica digital

• Los circuitos de la electrónica digital

operan solamente en uno de 2 estados posibles:

• On ...... Encendido......1...... 5 volts aprox. • Off ...... Apagado..........0...... 0 volts aprox. martes 28 de enero de 14