Del diseño al experimento
Descubra el diseño lógico digital con una colección de casos prácticos
Si busca una herramienta para profundizar en el diseño y el análisis de sistemas electrónicos digitales, ha llegado al libro indicado. En él se recurre a una versión gratuita del programa PSpice® para simular una amplia selección de diseños digitales, como paso previo a la verificación experimental de su funcionamiento mediante el cableado manual sobre placas de prototipos de circuitos integrados de función fija y bajo coste. Estos circuitos incluyen desde puertas lógicas y biestables hasta decodificadores, multiplexores, sumadores, contadores y registros de desplazamiento.
El enfoque práctico y formativo que caracteriza a este libro le ofrecerá, a través de la ejecución de proyectos, la posibilidad de afianzar el aprendizaje de los fundamentos de la electrónica digital. Asimismo, su contenido se organiza en seis partes para avanzar progresivamente en la materia:
1. Familias lógicas
2. Lógica combinacional
3. Lógica secuencial síncrona
4. Lógica secuencial asíncrona
5. Aplicaciones de las funciones lógicas de uso común
6. Introducción al prototipado de sistemas empotrados
Las cuatro primeras partes abarcan las etapas de diseño, el análisis mediante simulación y la experimentación con componentes electrónicos reales de circuitos y sistemas lógicos digitales de moderada complejidad. La quinta parte abre la puerta al estudio de una serie de áreas temáticas enraizadas en los fundamentos de la disciplina, entre las que destacan la estructura de los computadores y los sistemas electrónicos de comunicaciones. La última parte está orientada a mostrar el potencial para el desarrollo de sistemas empotrados de una serie de plataformas de prototipado basadas en microcontroladores y en circuitos FPGA lanzadas al mercado por los principales fabricantes. Todo ello se complementa con una colección de once breves apéndices y contenido web adicional que le permitirá reproducir con PSpice® todos los casos de simulación analizados.
Este libro le será de gran utilidad, tanto si es un estudiante universitario que cursa asignaturas relacionadas con los sistemas electrónicos digitales como si es un profesional que desea ampliar sus conocimientos en este campo
PARTE 1. Familias lógicas
1. Puertas lógicas TTL 3
2. Puertas lógicas CMOS 35
PARTE 2. Lógica combinacional 65
3. Decodificador binario básico de 2 a 4 67
4. Síntesis óptima de circuitos combinacionales 81
5. Codificador binario básico de 4 a 2 109
6. Circuitos comparadores, de paridad y conversores de código 125
7. Decodificador binario de 2 a 4 con control de polaridad 143
8. Detección de números primos con multiplexores 155
9. Sumador completo y sumador binario en paralelo. 175
10. Unidad aritmética de 4 bits en complemento a dos 197
PARTE 3. Lógica secuencial síncrona 211
11. Generación de señal de reloj con circuitos astables 215
12. Contador de rizo módulo 8 con biestables T 225
13. Contador de rizo módulo 8 con el 74x90 241
14. Contador síncrono reversible módulo 4 con biestables J – K 257
15. Contadores síncronos con el 74x163 279
16. Segundero digital con contadores modulares 293
17. Decodificación de los estados de un contador 307
18. Registro de desplazamiento de 4 bits con biestables D 327
19. Generador de números seudoaleatorios 335
20. Diseños con el registro de desplazamiento 74x194 343
21. Autómatas de estados finitos de Mealy y de Moore 359
PARTE 4. Lógica secuencial asíncrona 375
22. Biestables asíncronos 379
23. Circuitos antirrebotes con biestables asíncronos 399
24. Cerradura digital de combinación 425
25. Divisor de frecuencia asíncrono 443
PARTE 5. Aplicaciones de las funciones lógicas de uso común 457
26. Aplicaciones de la decodificación 461
27. Aplicaciones de la codificación 473
28. Detección de errores con circuitos de paridad 485
29. Aplicaciones aritméticas de comparadores y sumadores 497
30. Aplicaciones de los contadores 511
31. Aplicaciones de los registros de desplazamiento 531
32. Aplicaciones del multiplexado 559
PARTE 6. Introducción al prototipado de sistemas empotrados 585
33. Estrategias para implementar un circuito digital 587
34. Microcontroladores: fundamentos y plataformas de prototipado 597
35. Circuitos FPGA: fundamentos y plataformas de prototipado 663
Javier Vázquez del Real