DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Circuitos Digitales.  

Ing. Serafin Castañeda Cedeño sera_castaneda@yahoo.com.mx

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

 

• Asignatura(s) precedente(s): ELECTRÓNICA BÁSICA 

 

• Asignatura(s) subsecuente(s):DISEÑO MECATRONICO, ROBOTICA, PROCESAMIENTO DE SEÑALES 

 

• Objetivo(s) del curso: El alumno aprenderá el uso y manejo de distintos dispositivos electrónicos digitales. 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

II. . INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓN A LOS CIRCUITOS DIGITALESN A LOS CIRCUITOS DIGITALES

IIII. . MAQUINAS DE ESTADO ALGORITMICO MAQUINAS DE ESTADO ALGORITMICO ((CARTAS CARTAS ASMASM))

IIIIII. . INTRODUCCION A LA MICROPROGRAMACION Y INTRODUCCION A LA MICROPROGRAMACION Y DISEDISEÑÑO DE MICROPROCESADORESO DE MICROPROCESADORES

IVIV. . INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓN A LOS MICROCONTROLADORESN A LOS MICROCONTROLADORES

TEMARIO:

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

 

Bibliografía básica: Morris, Mano. “Diseño Digital” Prentice Hall, 2003 Nashelsky. “Fundamentos de tecnología digital” Ed. Limusa, 1993 Fletcher, William, “An engineering approach to digital design” Prentice Hall, 1980

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Reportes de Laboratorio y Proyectos (Hojas tamaño carta engrapadas): Carátula: Nombre y número de la práctica o proyecto: Nombre de los alumnos Número de quipo

Funcionamiento del circuito 50% Presentación del circuito 25 % Documentación (ortografía, claridad, etc.) 25 %

Descripción del proyecto o práctica Memoria de cálculo, tablas de verdad, simulaciones, etc. Diagramas lógicos (software de diseño) ** Hojas de especificaciones.

 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Notas adicionales: Entrega de proyectos y prácticas en la fecha señalada y en una sola ocasión, el día

lunes siguiente a las 14:00 hrs máximo . Laboratorio el día miércoles Equipos con material completo Circuitos armados y probados Solo hay una vuelta de examen final y no se guarda calificación. Asesoría: Jueves de 8:00 a 15:00 hrs Material de laboratorio. 4 Cables BNC – caimán 1 m. mínimo. 4 juegos de cables caimán – caimán de 1 m. mínimo. pinzas de corte pinzas de punta Protoboards

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Evaluación. 

1er Examen Parcial Tema I y II 20 % 2do Examen Parcial Tema III y IV 20 % Laboratorio (8 a 10 prácticas) 20 % 3 Proyectos ( Terminando tema I, II y IV) 40 %

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

I. Introducción a los circuitos digitales. 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Definiciones: • Bit : Mínima cantidad de información “0” ó “1”, “alto” ó 

“bajo”, “encendido” ó “apagado”, “si” ó “no”, etc. 

• Byte: Conjunto de 8 bits 

• Nibble: Conjunto de 4 bits 

• Palabra: Conjunto de 16 bits 

• Palabra doble: Conjunto de 32 bits 

 

 

MSB     100001000101     LSB 

 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Códigos:  BCDBCD GRAYGRAY

00 00000000 00000000

11 00010001 00010001

22 00100010 00110011

33 00110011 00100010

44 01000100 01100110

55 01010101 01110111

66 01100110 01010101

77 01110111 01000100

88 10001000 11001100

99 10011001 11011101

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

 

 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

a) Diseño del circuito que se quiere integrar. b) Máscara integrada con los semiconductores necesarios según

el diseño del circuito. c) Oblea de silicio donde se fabrican en serie los chips. d) Corte del microchip. e) Ensamblado del microchip en su encapsulado y a los pines

correspondientes. f) Terminación del encapsulado.

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Proyectos: 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Proyectos: 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Proyectos: 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Proyectos: 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Evolución Histórica: Históricamente fueron apareciendo las siguientes familias: DL: Lógica con diodos y resistencias. DTL: Lógica con diodos y transistores bipolares. TTL: Lógica con resistencias y transistores bipolares. CMOS: Lógica con transistores Mosfet (canal N y P).

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Ejemplos: 

R

A

B

C

Vcc

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

  

 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

NIVELES LÓGICOS: 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Las prácticas se realizarán principalmente con CI’s de la familia TTL (Transistor-Transistor logic), cuya función está codificada utilizando la numeración 74XXX (Ej.: 7400, 7404, 74162, etc.). En la realidad sin embargo, los integrados no están marcados en forma tan simple. Por ejemplo un integrado 7400 puede estar codificado como SN74LS00N.

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Fan‐Out. • El fan‐out es el máximo número de entradas que pueden ser conectadas a una salida sin afectar su funcionamiento. 

DIRECCIÓN DE LA CORRIENTE.

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Conexión entre una compuerta TTL y CMOS

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Salida a Colector Abierto: 

Resistencia Pull up

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

LED´s 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Inmunidad al ruido. 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Retardo de propagación. 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Efectos de una entrada no conectada. 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Métodos para conectar una entrada no utilizada. 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Práctica No. 0 

 

 

 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Practica No.0 (cont.) 

 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Las Familias Lógicas más populares. • Características originales de TTL: Alta velocidad y alto consumo de potencia. • Características originales de CMOS: Bajo consumo, menor velocidad. • Nota: Ambas familias han ido evolucionando y adquirieron cualidades de las 

otras.  Subfamilias TTL. • 74: Standard. • 74H: Mayor velocidad y mayor consumo. • 74L: Menor consumo. • 74S: de muy alta velocidad (con transistores Schottky). • 74LS: con transistores Schottky, pero menor consumo.  Subfamilias CMOS. • 74C o 4000: Standard. • 74HC: de alta velocidad, soporta cargas TTL LS. • 74HCT: menor velocidad, alimentación compatible con TTL. 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Compuertas TTL. 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Compuerta Schmitt Trigger (74LS14) 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Fundamentos del algebra Booleana.

Existen tres operaciones básicas en el algebra booleana: 1.Operación de inversión: 2.Operación Lógica AND ( . ,and, y) 3.Operación Lógica OR (+ , or , ó)

A inversión A B OR A B AND

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Postulados booleanos. 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Teoremas del algebra booleana. 

Teorema de Morgan.

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Tablas de verdad 

Las tablas de verdad nos proporcionan una relación de cada posible combinación de entradas y las posibles salidas.

A  B  Y 0  0  1 0  1  0 1  0  1 1  1  0 

SALIDA ENTRADAS

COMBINACION DE LA ENTRADA

 

 

  RELACION ENTRADA(S)/ SALIDA(S)

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Simplificaciones y manipulaciones algebraicas 

Además del uso de tablas de verdad, se puede usar manipulaciones algebraicas, para verificar si dos expresiones son idénticas ó para simplifica una expresión, haciendo uso de los teoremas del algebra booleana.

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Compuertas Lógicas Electrónicas. 

•AND •OR •INVERSOR •NAND •NOR •BUFFER O SEGUIDOR •XOR (OR EXCLUSIVO) •XNOR (NOR EXCLUSIVO) •COMPUERTA DE TRES ESTADOS

SIMBOLO FUNCION

A  B  F 0  0   0  1   1  0   1  1   

TABLA DE VERDAD

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Preparación de diagramas lógicos. Dibujar el diagrama lógico de las siguientes expresiones.

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Obtención de expresiones lógicas. 

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

 

Ejemplo: Diseñar un circuito para lanzar un cohete espacial, gobernado por tres señales que se deben presionar al mismo tiempo, para que sea lanzado.

 CIRCUITO LOGICO

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECATRÓNICA. 

Ejemplo: Diagrama de conexiones.