Entender, analizar, diseñar e implementar circuitos, ya sea con lógica combinacional o con lógica secuencial es de vital importancia en los procesos físicos y lógicos de la información, pues con base en esta comprensión es posible plantear soluciones integrales de la ingeniería informática y sus posibles aplicaciones en la cotidianidad.

La lógica digital permite establecer procesos que fortalecen la evolución y el desarrollo tecnológico para el bien de la sociedad.

Objetivo general

Familiarizar al estudiante con los circuitos básicos combinacionales y secuenciales, proporcionando las herramientas para el análisis y diseño de circuitos digitales, combinando compuertas y trabajando con máquinas de estado finito.

Objetivos específicos

• Establecer los procedimientos para implementar circuitos usando compuertas.

• Diseñar sistemas de lógica combinacional, usando diversos procesos de diseño y análisis.

• Conocer, entender y manejar los flip flop y su tabla de verdad, así como sus ecuaciones para diseño.

• Desarrollar sistemas secuenciales usando flip flop, en cada aplicación.

La lógica combinacional responde a la aplicación de las funciones lógicas y sus compuertas, en la solución de sistemas básicos de desarrollo humano como son:

• Sumadores
• Comparadores
• Decodificadores
• Codificadores
• Conversores de código
• Multiplexores y demultiplexores
• Generadores de paridad

Los principales elementos digitales que permiten almacenar información son los flip flop. A través de ellos se pueden construir arreglos de memorias y otra serie de dispositivos de almacenamiento de información, al igual que sirven para la toma de decisiones en determinado momento. Éstos dependen de un reloj o sincronismo.

Su principal característica es que mantienen un estado hasta que una orden o indicación le permita cambiar.

Tipos y características

Los flip flop se encuentran en cuatro clases principales: Set-Reset (RS), Toglie (T), Data (D), y JK (según las entradas). Dentro de sus caraterísitcas se encuentra el hecho de que se puedan hacer arreglos maestro esclavo entre flip flops.

Los sistemas monoastables son osciladores que generan diversos tipos de señal, ya sea analógica o digital, acorde con los cambios de estado y al proceso de basculación entre estados, dependiendo de las características de los dispositivos que se agregan y de las propias del dispositivo.

El circuito más empleado y de mayor aplicación es el temporizador 555, con el que se pueden realizar todos los monoestables posibles: desde un astable, bi astable hasta los mono astables.

Se llama lógica secuencial a un método de ordenamiento de procesos predeterminados a través del tiempo que generan periodos o secuencias específicas, según sea el caso, y que se controlan a través de un ciclo de reloj o máquina.

A diferencia de la lógica combinacional, la lógica secuencial posee almacenaje y sus dispositivos más comunes son los contadores, registros de desplazamiento y memorias.

Un registro es un dispositivo que permite mover información. Este movimiento puede ser de izquierda a derecha o viceversa e incluso en forma cíclica o abierta y el proceso de traslado puede ser completamente controlado, según la necesidad especifica. La función principal de los registros es guardar información y trabajan acorde con la señal de reloj por flanco.

La implementación de los registros de desplazamiento se realiza de una forma sencilla; normalmente conectando las salidas de los Flip flops a las entradas de los que anteceden o preceden según se esté desplazando a la izquierda o derecha

También se pueden implementar registros que pueden actuar en forma bidireccional, además de tener carga de datos en paralelo o en serie según sea el caso, en este caso se sugiere que se utilicen los multiplexores para realizar el control de carga y la dirección de desplazamiento de la información .

La lógica digital, tanto combinacional como secuencial, es el parámetro que dio origen a todo lo que hoy se considera medible y cuantificable con datos binarios.

Pese a que lo anterior ha permitido la evolución de los sistemas a tal punto que es posible realizar cualquier proceso de la vida humana en forma automática e independiente de la destreza de los operarios, aún. se sigue requiriendo del diseñador para generar las aplicaciones.

La lógica combinacional, llamada así por ser empleada a partir de la combinación de las compuertas básicas y auxiliares o complementarias para implementar todas y cada una de las funciones de esta lógica, ha permitido en la actualidad realizar la mayoría de las operaciones básicas, de la lógica de control de los sistemas digitales y de control en la mayoría de las aplicaciones empresariales que hoy son el fundamento de desarrollo.

Por su parte, la lógica secuencial recibe su nombre a partir del manejo de secuencias de tiempo, donde la sincronización y control de tiempos o diagrama de tiempos son la base de los resultados que se obtienen al usar los diversos dispositivos que comprenden esta lógica y que en general dependen de los Flip flop.

Lectura complementaria