Fundamentos: lógica binaria en electrónica
Circuitos digitales usan dos estados: 5V (HIGH/1/ON) y 0V (LOW/0/OFF). ÁLGEBRA DE BOOLE opera con 1/0. Puertas lógicas (AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR) implementan funciones booleanas físicamente. Diseño sistemático comienza en papel.
Metodología de diseño (ejemplo: control LED por motor + ventilador)
1. Definir eventos y señales
Entradas (acciones): Motor (M), Ventilador (F). Salida (resultado): LED (L).
2. Tabla de verdad
| Motor (M) | Ventilador (F) | LED (L) Deseado |
|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Función: L = M · F (AND lógico).
3. Selección de puerta
Hoja de datos 7408 (Quad 2-input AND): 4 puertas AND de 2 entradas, 1 salida cada una. Coincide: 2 entradas (M,F), 1 salida (L). Alimentación 5V (VCC/GND pines 14/7).
4. Esquemático eléctrico
- M → Pin 1 (1A), F → Pin 2 (1B) de puerta 1 (7408).
- Pin 3 (1Y) → Ánodo LED (+).
- Cátodo LED (-) → Resistencia 220-330Ω → GND.
- VCC (14) → +5V, GND (7) → 0V.
- Condensador desacople 100nF entre VCC-GND cerca CI.
5. Verificación y expansión
- Simule (Logisim, Falstad, LTspice digital) o protoboardee.
- Para funciones complejas: minimice con mapa Karnaugh o Quine-McCluskey → exprese en SOP/POS → implemente con puertas NAND/NOR universales.
- Secuenciales: añada flip-flops (7474, 74174), contadores, registros.
- CPLD/FPGA para alta complejidad (Verilog/VHDL).
Buenas prácticas
- Nomenclatura clara: net names (MOTOR_RUN, FAN_ON, LED_ALARM).
- Desacople en cada CI.
- Longitudes trazas cortas, ground plane.
- Simule timing (setup/hold, propagación).
- Documente: tabla verdad, ecuaciones, esquemático, lista materiales (BOM).
