Sección 1.4
Introducción a las Funciones Lógicas Básicas

Los tres elementos lógicos básicos AND, OR y NOT se combinan para formar circuitos más complejos que realizan operaciones útiles en los sistemas digitales. Las funciones lógicas más comunes son:

Comparación

Compara dos cantidades binarias e indica su relación (mayor, igual o menor).

Aritmética

Suma, resta, multiplicación y división de números binarios.

Conversión de código

Convierte entre distintos códigos binarios como BCD o código Gray.

Codificación

Convierte información (p. ej., dígitos decimales) en código binario.

Decodificación

Convierte código binario en información no codificada, como dígitos decimales.

Selección de datos

Multiplexación y demultiplexación para transmitir datos de varias fuentes.

Almacenamiento

Conserva datos binarios mediante flip-flops, registros y memorias.

Conteo

Cuenta sucesos representados por cambios de nivel o impulsos.

Comparación y Funciones Aritméticas
La función de comparación

El comparador compara dos números binarios aplicados a las entradas A y B, generando un nivel ALTO en la salida correspondiente (A>B, A=B o A<B). Por ejemplo, si A=2 y B=5, la salida A<B se pone a nivel ALTO.

Funciones aritméticas

La suma se realiza con un sumador que opera sobre entradas A, B y acarreo de entrada Cin, generando la suma (Σ) y un acarreo de salida Cout. Por ejemplo, 3+9=12.

La resta, multiplicación y división también se implementan con circuitos lógicos. Notablemente, la resta, la multiplicación y la división pueden realizarse usando un sumador junto con otros circuitos auxiliares.

Codificación, Decodificación y Selección de Datos
Codificación

El codificador convierte información (p. ej., un dígito decimal) en código binario. Un nivel ALTO en la entrada correspondiente genera el código binario apropiado en las salidas. La Figura ilustra un codificador que convierte la pulsación de una tecla de calculadora en código binario.

Decodificación

El decodificador convierte información codificada (código binario) en información no codificada (p. ej., dígito decimal). La Figura muestra un decodificador que activa un display de 7 segmentos: según el código binario en las entradas, se iluminan los segmentos apropiados para mostrar el dígito decimal correspondiente.

Multiplexación y Demultiplexación

El multiplexor pasa datos de varias líneas de entrada a una única línea de salida según una secuencia temporal. El demultiplexor hace lo inverso. Cuando datos de distintas fuentes (A, B, C) se transmiten por una sola línea y se redistribuyen a varios destinos (D, E, F) en intervalos de tiempo Δt₁, Δt₂, Δt₃, el proceso se denomina multiplexación por división en el tiempo.

Función de Almacenamiento

El almacenamiento conserva datos binarios durante un período de tiempo. Existen dispositivos para almacenamiento temporal (corto plazo) y permanente (largo plazo).

Flip-flops (se verá en la siguiente sección)

Circuito biestable que almacena un único bit (0 ó 1). Una salida ALTO indica que se almacenó un 1; BAJO indica un 0. Se implementan con puertas lógicas.

Registros

Combinación de varios flip-flops para almacenar grupos de bits. Los registros de desplazamiento pueden ser serie (bits entran uno a uno) o paralelo (bits se almacenan simultáneamente).

Memorias semiconductoras

ROM (datos permanentes o semipermanentes) y RAM (datos temporales, fácilmente modificables). Usadas para almacenar grandes cantidades de bits.

Memorias magnéticas y ópticas

Discos duros, disquetes, cintas magnéticas y discos magneto-ópticos para almacenamiento masivo y copias de seguridad.

Registros de Desplazamiento y Función de Recuento
Registro serie de 4 bits

Los bits entran uno a uno, desplazándose hacia la derecha en cada ciclo hasta llenar el registro.

Registro paralelo de 4 bits

Todos los bits se almacenan simultáneamente desde líneas paralelas.


Función contador

Los contadores digitales cuentan sucesos representados por cambios de nivel o impulsos. Para funcionar correctamente, el contador debe "recordar" el número actual y avanzar al siguiente de la secuencia. Los flip-flops son la base de su implementación.

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