Sistemas digitales / Ronald J. Tocci, Neal S. Widdmer.

CONTENIDO
1 CONCEPTOS INTRODUCTORIOS 1
1-1 Representaciones numéricas 3
1-2 Sistemas digitales y analógicos 4
1-3 Sistemas de números digitales 6
1-4 Representación de cantidades binarias 10
1-5 Circuitos digitales 12
1-6 Transmisión en paralelo y en serie 13
1-7 Memoria 15
1-8 Computadoras digitales 15
2 SISTEMAS NUMERICOS Y CODIGOS 19
2-1 Conversiones de binario a decimal 21
2-2 Conversiones de decimal a binario 21
2-3 Sistema de numeración octal 23
2-4 Sistema de numeración hexadecimal 26
2-5 Código BCD 30
2-6 Cómo integrar los distintos elementos 32
2-7 Código Gray 33
2-8 Códigos alfanuméricos 34
2-9 Método de paridad para detección de errores 36
3. COMPUERTAS LOGICAS Y ALGEBRA BOOLEANA 45
3-1 Constantes y variables booleanas 47
3-2 Tablas de verdad 48
3-3 Operación OR 49
3-4 Operación AND 53
3-5 Operación NOT 56
3-6 Descripción algebraica de circuitos lógicos 57
3-7 Evaluación de salidas de circuitos lógicos 59
3-8 Implantación de circuitos a partir de expresiones booleanas 61
3-9 Compuertas NOR y compuertas NAND 63
3-10 Teoremas de Boole 67
3-11 Teoremas de De Morgan 71
3-12 Universalidad de las compuertas NAND y NOR 74
3-13 Representaciones alternas de compuertas lógicas 78
3-14 Cuál representación de compuerta se debe utilizar 81
3-15 Símbolos lógicos estándar IEEE y ANSI 87
4. CIRCUITOS LOGICOS COMBINATORIOS 99
4-1 Forma de suma de productos 101
4-2 Simplificación de circuitos lógicos 102
4-3 Simplificación algebraica 102
4-4 Diseño de circuitos de lógica combinatorios 107
4-5 Método de mapa de Karnaugh 114
4-6 Circuitos OR y NOR exclusivos 125
4-7 Generador y verificador de paridad 130
4-8 Circuitos inhibidos 132
4-9 Características básicas de los CI digitales 135
4-10 Detección de fallas en sistemas digitales 140
4-11 Fallas internas de los CI digitales 141
4-12 Fallas externas 146
4-13 Detección de fallas: caso de estudio 147
4-14 Lógica programable 150
5. FLIP-FLOPS Y DISPOSITIVOS RELACIONADOS 162
5-1 Seguro (latch) de compuerta NAND 165
5-2 Seguro (latch) de compuerta NOR 171
5-3 Detección de fallas: caso de estudio 174
5-4 Señales de reloj y flip-flops sincronizados por reloj 176
5-5 Flip-flop S-C sincronizado por reloj 178
5-6 Flip-flop J-K sincronizado por reloj 182
5-7 Flip-flop D sincronizado por reloj 184
5-8 Latch D (seguro transparente) 187
5-9 Entradas asíncronas 189
5-10 Simbolos IEEE/ ANSI 192
5-11 Consideraciones sobre la temporización de flip-flops 195
5-12 Problemas potenciales de temporización de circuitos con flip-flops 198
5-13 Flip-flops maestro y esclavo 200
5-14 Aplicaciones de flip-flops 200
5-15 Sincronización de flip-flops 200
5-16 Detección de secuencias de entrada 202
5-17 Almacenamiento y transferencia de datos 203
5-18 Transferencia de datos en seria registros de corrimiento 205
5-19 División y conteo, de frecuencia 209
5-20 Aplicaciones en microcomputadora 212
5-21 Dispositivos de disparador (gatillo) Schmitt 214
5-22 MultiVibrador monoestable 216
5-23 Análisis de circuitos secuenciales 219
5-24 Multivibradores astables 220
5-25 Detección de fallas en circuitos con flip-flop 222
5-26 Resumen de flíp-flops 227
6 ARITMETICA DIGITAL: OPERACIONES Y CIRCUITOS 243
6-1 Suma (adición) binaria 245
6-2 Representación de números con signo 246
6-3 Sumas en el sistema complemento a 252
6-4 Restas (sustracciones) en el sistema complemento a 253
6-5 Multiplicación de números binarios 254
6-6 División binaria 256
6-7 Suma en BCD 256
6-8 Aritmética hexadecimal 258
6-9 Circuitos aritméticos 260
6-10 Sumador binario en paralelo 262
6-11 Diseño de un sumador completo 263
6-12 Sumador completo en paralelo con registros 266
6-13 Propagación del acarreo 268
6-14 Sumador en paralelo de circuito integrado 269
6-15 Sistema complemento a 2 271
6-16 Sumado r de BCD 275
6-17 Multiplicadores binarios 278
6-18 Circuitos integrados aritméticos complejos 282
6-19 Símbolos IEEE/ANSI 283
6-20 Detección de fallas caso de estudio 283
7. CONTADORES Y REGISTROS 295
7-1 Contadores asíncronos (de rizo) 295
7-2 Contadores con números MOD menor 2N 298
7-3 Contadores asíncronos en CI 303
7-4 Contador asíncrono descendente 309
7-5 Retardo de propagación en contadores de rizo 310
7-6 Contadores síncronos (en paralelo) 313
7-7 Contadores síncronos ascendentes y ascendentes/descendentes 315
7-8 Contadores con prestablecimiento 317
7-9 El contador 7493 (LS193/HC193) 319
7-10 Más acerca de la notación de dependencia de IEEE/ANSI 325
7-11 Decodificación de un contador 327
7-12 Decodificación de espigas (glitches) 330
7-13 Conexión en cascada de contadores BCD 333
7-14 Diseño de contadores síncronos 334
7-15 Contadores con registro de corrimiento 340
7-16 Aplicaciones de contadores. Contadores de frecuencia 345
7-17 Aplicaciones de contadores. Reloj digital 350
7-18 Registros en circuitos integrados 353
7-19 Entrada en paralelo/salida en paralelo, 74174 y 74178 353
7-20 Entrada en serie/salida en serie, el 4731B 357
7-21 Entrada en paralelo/ salida en serie, 74165/74LS165/74HC165 358
7-22 Entrada en serie, salida en paralelo, 74164/74LS164/74HC164 360
7-23 Símbolos IEEE/ANSI para registros 363
7-24 Detección de fallas 364
8. FAMILIAS LOGICAS DE CIRCUITOS INTEGRADOS 385
8-1 Terminología de circuitos integrados digitales 387
8-2 La familia lógica TTL 394
8-3 Características estándar de la serie TTL 399
8-4 Características mejoradas de la serie TTL 402
8-5 Carga y capacidad de salida de TTL 406
8-6 Otras características de TTL 412
8-7 Conexión entre sí de salidas de TTL 416
8-8 TTL de tres estados 420
8-9 La familia ECL de CI digitales 424
8-10 Circuitos integrados MOS digitales 427
8-11 El MOSFET 428
8-12 Circuitos MOSFET digitales 430
8-13 Características de la lógica MOS 432
8-14 Lógica MOS complementaria 434
8-15 Característica de la serie CMOS 437
8-16 Salidas de CMOS con drenador abierto y con salidas de tres estadas 443
8-17 Compuerta de transmisión CMOS (Conmutador bilateral) 445
8-18 Interface de CI 448
8-19 Excitación de CMOS con TTL 449
8-20 Excitación de TTL con CMOS 451
8-21 Tecnología de bajo voltaje 455
8-22 Detección de fallas 456
9. CIRCUITOS LOGICOS MSI 475
9-1 Decodificadores 477
9-2 Decodificador y manejador de BCD a siete segmentos 485
9-3 Exhibidores con cristal líquido 487
9-4 Codificadores 490
9-5 Símbolos IEEE/ANSI 497
9-6 Detección de fallas 498
9-7 Multiplexores (Selectores de datos) 499
9-8 Aplicaciones de los multiplexores 505
9-9 De multiplexores (distribuidores de datos) 511
9-10 Información adicional sobre la simbología IEEE/ANSI 519
9-11 Ejemplos adicionales sobre detección de fallas 521
9-12 Comparadores de magnitud 524
9-13 Convertidores de códigos 528
9-14 Canal de datos 532
9-15 Registros de tres estados 74173/LS1 73/HCI 73 534
9-16 Operación del canal de datos 536
10 INTERFACE CON EL MUNDO ANALOGICO 560
10-1 Interface con el mundo analógico 561
10-2 Conversión de digital a analógico 563
10-3 Circuitos de un convertidor D/A 572
10-4 Especificaciones de DAC 577
10-5 Un DAC en circuito integrado 579
10-6 Aplicaciones del DA C 580
10-7 Detección de fallas del DA C 581
10-8 Conversión de analógico a digital 582
10-9 ADC de rampa digital 583
10-10 Adquisición de datos 588
10-11 ADC de aproximaciones sucesivas 591
10-12 ADC instantáneos 598
10-13 Otros métodos de conversión A/D 600
10-14 Voltímetro digital 602
10-15 Circuitos de muestra y retención 604
10-16 Multíplexaje 606
10-17 Osciloscopio de almacenamiento digital 607
11. DISPOSITIVOS DE MEMORIA 621
11-1 Tecnología de la memoria 624
11-2 Operaciones generales en la memoria 627
11-3 Conexiones entre CPU y la memoria 630
11-4 Memorias de sólo lectura (ROM) 632
11-5 Arquitectura de la ROM 634
11-6 Temporización de la ROM 636
11-7 Tipos de ROM 637
11-8 Memorias instantáneas 647
11-9 Aplicaciones de la ROM 651
11-10 Dispositivos lógicos programables 654
11-11 RAM de semiconductores 663
11-12 Arquitectura de la RAM 664
11-13 RAM estática (SRAM) 667
11-14 RAM dinámica (DRAM) 671
11-15 Estructura y funcionamiento de la RAM dinámica 672
11-16 Ciclos de lectura y escritura en DRAM 677
11-17 Regeneración de la DRAM 679
11-18 Ampliación (expansión) del tamaño de la palabra y la capacidad 682
11-19 Funciones especiales de la memoria 689
11-20 Detección de fallas en sistemas de RAM 692
11-21 Pruebas de ROM 700
12 APLICACIONES DE UN DISPOSITIVO DE LOGICA PROGRAMABLE 714
12-1 El GAL 16V8A 716
12-2 Programación de los PLD 725
12-3 Software para desarrollo 729
12-4 Compilador universal para lógica programable (CUPL) 730
12-5 Comentarios finales 740
13 Introducción AL MICROPROCESADOR. Y A LA MICROCOMPUTADORA 744
13-1 ¿Qué es una computadora digital? 746
13-2 ¿Cómo piensan las computadoras? 746
13-3 El agente secreto 89 746
13-4 Organización de un sistema de computadora básico 748
13-5 Elementos básicos de la microcomputadora 751
13-6 Palabras de computadora 753
13-7 Palabras de instrucción 755
13-8 Ejecución de un programa en lenguaje de máquina 758
13-9 Estructura típica de una microcomputadora 761
13-10 Comentarios finales 765
APENDICE I: Glosario 769
APENDICE II: Hojas de especificaciones de fabricantes de CI 782
RESPUESTAS A PROBLEMAS SELECCIONADOS 812
INDICE DE CIRCUITOS INTEGRADOS (CI) 822
INDICE 824