MANUAL DE ELECTRÓNICA DIGITAL

¿qué te parece si hablamos un poquito sobre electrónica digital?

Cuando hablamos de electrónica, se nos puede venir a la mente gran cantidad de circuitos distintos y de problemas que podemos solucionar.

El mismo problema puede ser resuelto de varias maneras distintas, usando varios circuitos distintos y usando distintos tipos de electrónica.

Imagina que tenemos un sensor analógico con salida de tensión, esto implica que en su salida, podremos tener cualquier valor de voltaje siempre comprendido en un intervalo.

Por ejemplo si usamos una LDR conectada entre 5 voltios y masa, la salida de la LDR puede tomar cualquier valor entre el máximo, es decir, 5 voltios y el mínimo, es decir, 0 voltios.

 

Sin embargo, en la salida de un sensor digital solo encontramos valores discretos. Tradicionalmente encontramos dos valores, al primero lo llamaremos nivel alto y al segundo nivel bajo.

Imagina que conectamos un osciloscopio a la salida de un sensor digital. Al ver la pantalla podemos ver como la señal del sensor solo alcanza dos valores.

En este caso, el nivel superior, es decir el nivel alto, es de 5 voltios, mientras que el nivel bajo es de 0 voltios.

En teoría este sensor nunca generará ningún valor de tensión intermedio en su salida.O bien genera un 0 voltios o bien genera 5 voltios.

Depende de con quien hables sobre el tema, te dirá distintas palabras para referirse a lo mismo.

Al nivel alto también lo podemos llamar, true, on o 1.

Al nivel bajo también lo podemos llamar, false, off o 0.

En realidad, son distintas maneras de referirse a lo mismo, ya que en ocasiones es más fácil usar unas que otras.

Por ejemplo, si lo tratas desde el punto de vista del álgebra, usarás 0 y 1, si hablas con un ingeniero español probablemente use nivel alto y nivel bajo y si tratas con un ingeniero de habla inglesa, casi con toda seguridad te hablará de true y false o high y low.

Pero vamos, que normalmente todos usamos todos los nombres.

Lo más importante es que tengas en cuenta que cada nivel representa un valor de tensión distinto y que como norma general el 1 representa un nivel de tensión superior al 0.

Por ejemplo, el nivel alto puede ser 5 voltios, mientras que el nivel bajo será 0 voltios.

Cualquier dato se puede representar, almacenar y calcular en electrónica digital y teniendo en cuenta que solo tenemos ceros y unos, esto implica que todo absolutamente todo se puede representar con ceros y unos.

Como norma general tenemos códigos que nos permiten convertir cualquier texto, imagen, sonido, … a ceros y unos.

Existen muchos tipos de códigos para convertir cualquier dato a binario.

Uno de los más usados es el código ASCII que permite convertir casi cualquier carácter a binario, así por ejemplo la letra A mayúscula se representa con esta combinación de ceros y unos.

Si quieres almacenar en tu disco duro una imágen de streetview de los headquarters de YouTube, existe un código para hacerlo, si quieres almacenar tu canción favorita existe un código para ello y si estás viedo este vídeo en YouTube es por que existen muchos códigos que hacen posible la transmisión de los datos desde los discos duros de YouTube hasta tu equipo.

En definitiva, existen códigos para representar en digital cualquier cosa. Y si no existe, pues nos lo inventamos.

Vamos a jugar un poco.

En esta serie articulo voy a usar la Icezum Alhambra para crear los circuitos digitales dentro de su FPGA, sin embargo todos los circuitos que hagamos en la FPGA se pueden hacer también en una protoboard con puertas lógicas en circuitos integrados.

Si no tienes muy claro lo que son las puertas lógicas no te preocupes ya que lo vamos a ver en el siguiente articulo de la serie.

Como ya sabemos, en lógica estándar y más clásica, tener un 1 es tener un nivel alto, lo que significa que tenemos por ejemplo 5v o 3.3v.

Sabiendo esto vamos a encender el LED número 1 de la Icezum Alhambra. Te presento Icestudio la herramienta de software que voy a usar en esta serie de articulos. Si buscamos en su menú podemos encontrar un 1 lógico y si buscamos en basic podemos encontrar una salida digital.

Vamos a seleccionar que la salida digital sea uno de los leds que tenemos en la placa. Si ahora conectamos el uno con el LED cero, estaremos mandando un uno al LED, como en este circuito un 1 representa 3.3 voltios, cuando mandamos un 1 al LED lo que estamos haciendo es encenderlo.

Sintetizamos y mandamos a la placa y LED 0 se enciende. Si ahora le conectamos un 0 lógico, tras sintetizar y cargar, el LED se apagará. En la placa tenemos 8 LEDs así que vamos a jugar un poco más. Vamos a encender un LED si y un LED no.

Para hacer esto debemos conectar los LEDs 0 2 4 y 6 a un 1 lógico y los LEDs 1 3 5 y 7 a un 0 lógico, tras sintetizar y cargar en la placa, vemos el resultado.

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2 comments

  1. Excelente material muchas gracias

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