LABORATORIO ELECTRÓNICA DIGITAL con ARDUINO

Contenido Pág. Introducción 14 A que publico se dirige el libro y estructura 16 1 Sistemas de numeración 17 Sistema decimal 17 Sistema binario 17 Conversión número binario a decimal 17 Conversión número decimal a binario 18 Números binarios con punto decimal 19 Concepto de M.S.B y L.S.B 19 Nibble y byte 21 Palabra binaria 21 Sistema hexadecimal tabla de verdad 21 Conversión de binario a hexadecimal 22 Conversión de hexadecimal a binario 23 Conversión decimal a hexadecimal 23 Conversión hexadecimal a decimal 24 Complemento a 1 24 Complemento a 2 24 2 Entorno arduino 25 Primer sketch en arduino 25 Definición variable 26 Clasificación de variables 26 Variables enteras positivas 26 Variables enteras positivas o negativas y rango 27 Formato IEEE 754 27 Conversión número real a formato IEEE 754 27 Cargar programa en arduino 28 Compilar y subir 28 3 Funciones básicas en arduino 29 Configuración de pines de entrada y salida 29 Pin de entrada con resistencia de PULL-UP 30 Escribir 0 lógico en Pin de salida 30 Escribir 1 lógico en Pin de salida 31 Función de salida con variable Booleana 31 Lectura pin de entrada de dato digital 31 Función de tiempo milisegundos 32 Función de tiempo microsegundos 32 Medición de tiempo con millis 32 4 Sistemas digitales y analógicos 33 Estados, Señales 33 Señal analógica vs digital 34 Diferentes tipos de señales analógicas y digital 34 Ventajas y desventajas de señales 35 Señales digitales con arduino Blink 35 Ejercicios y actividades 36 Concepto P.W.M,Función analogWrite 38 Valor medio, ciclo de actividad, ejemplos 39 Pinout en placas Arduino UNO y MEGA 40 Características placa Arduino UNO 42 Entradas y salidas digitales 43 5 Algebra de Boole 45 Variable Booleana, operadores lógicos 45 Tablas de verdad de 2, 3, 4 y 5 bits 45 Compuertas lógicas básicas: YES, NOT, OR, AND y XOR 47 Compuertas compuestas: NOR, NAND, XNOR 52 Ejercitación 56 Propiedades Teoremas de 1 variable 58 Propiedades de 2 y 3 variables 59 Teoremas de De Morgan 61 Transformación de circuitos a un nivel de compuerta 63 Simplificación de funciones lógicas 67 Verificación de leyes con arduino 68 Circuitos combinacionalesy resolución 70 Circuitos combinacionales con contactos 74 Actividades 75 6 Maxitérminos y minitérminos 77 Suma de productos minitérminos 77 Producto de sumas Maxitérminos 79 Compuertas de 2 entradas con minitérminos y Maxitérminos 83 Ejercicios circuitos y códigos 84 7 Mapas de Karnaugh 89 Mapas de 2, 3, 4, 5, 6 y 8 variables 90 Agrupamientos de grupos ejemplos 93 Ejemplos con varios lazos 94 Técnicas de agrupamiento 95 Mapas de Karnaugh con Maxitérminos 101 Ejercicios mapas lógica negativa 102 Ejercicios mapas minitérminos y Maxitérminos 105 Implicantes primos 109 Funciones indeterminadas, no definidas 110 Lazos redundantes, Lógica mayoría 3, 4, 5 y 6 bits 111 Ejercicios varios 115 8 Comparadores 133 Comparador números de 1 bit circuito y codificación 133 Comparador 2 números 2 bits, circuito y codificación 134 Comparador 2 números 3 bits con mapas, circuito y codificación 137 Comparadores por lógica intuitiva 6 bits 141 Comparador TTL 7485 CMOS 4063 142 Expansión 7485 a 8 bits y 4063 a 12 bits 142 Lógica comparador TTL 7485 144 Codificación 7485 en arduino 145 Ejercicios actividades 146 9 Mascaras 149 Mascara AND 149 Mascara OR 153 Mascara XOR 154 Conversor analógico digital 2 bits 154 Conversor analógico digital 3 bits y 8 bits 155 Mapeo de puertos en Arduino UNO 156 Mapeo de puertos en Arduino MEGA 157 Configuración de puertos como registros 158 Puerto de salida 158 Puerto de entrada 159 Puerto entrada y salida 159 Escribir y borrar bits en puertos 159 Resistencias de PULL-UP 160 Ejercicios varios con máscaras 162 Desplazamientos de bits derecha e izquierda 163 Desplazamientos con operadores 164 Concatenación de puertos 166 Actividades 167 10Decodificadores 169 Decodificador 1 a 2 con entrada de habilitación y codificación 169 Decodificador 2 entradas 4 salidas lógica positiva y codificación 170 Decodificador2 a 4 con entrada ENABLE lógica positiva y codificación 172 Decodificador 2 a 4 con entrada ENABLE lógica negativa y codificación 173 Expansión de decodificadores 174 Decodificador 3 a 8 con 2 decodificadores de 2 a 4 174 Decodificador 4 a 16 con 5 decodificadores de 2 a 4 log. Positiva 175 Tabla de verdad decodificador 4 a 16 lógicas positiva 176 Decodificador 4 a 16 con 5 decodificadores de 2 a 4 log. Negativa 176 Tabla de verdad decodificador 4 a 16 lógica negativa 177 Decodificador 1 a 10 con lógica positiva, tabla de verdad circ. y cod. 177 Decodificador 1 a 10 con lógica negativa y codificación 180 Decodificador 1 a 16 lógica positiva, tabla de verdad y codificación 181 Lógica acumulativa 10 niveles, tabla, mapas y codificación 183 Decodificador 7442 185 Demultiplexor con decodificador lógica 7442 circuito 185 Ejercicios 186 Decodificador octal 74138,circuito y bits de habilitación 187 Decodificador 4 a 16 con 2 74138 , circuito 189 Decodificador 5 a 32 con 4 74138 , circuito 189 Codificación 5 a 32 190 Actividades Resumen 191 11Multiplexores 193 Explicación funcionamiento 193 Multiplexor 2, 4 y 8 canales, bloques y formulas 194 And como compuerta de control 194 Multiplexor de 2 entradas lógica, diseño con mapa y codificación 195 Multiplexor de 4 entradas, diseño con mapa 197 Funcionamiento tabla resumen y circuito 199 Codificación Mx 4 a 1 200 Mx de 4 a 1 con entrada de habilitación y circuito 201 Codificación MX 4 a 1 con entrada de habilitación 202 Conexionado de Mx 4 a 1 con 3 Mx de 2 a 1. Codificación 202 Mx 8 a 1, circuito y codificación 203 Mx 8 a 1 con 7 Mx 2 a 1, conexión y codificación 205 Lógica 74157, explicación y codificación 207 Mx 74151, tabla, lógica y codificación 210 Expansión de Mx con 74151 213 Implementación de funciones canónicas con MX 213 Multiplexor analógico 216 Multiplexor análogo 4 canales con 4066 216 Ejercicios 216 12Demultiplexores 221 Demultiplexor 1 a 2, funcionamiento, circuito y codificación 221 Demultiplexor 1 a 4, circuitos y codificación 222 Demultiplexor 1 a 8, circuitos y codificación 224 TTL74LS139 circuito y tabla 226 74LS138 circuito y tabla 227 Ejercicios con aplicaciones 228 13Sumadores binarios 231 Suma binaria de 2 bits 231 Sumador paralelo paralelo de 2 bits circuito y codificación 231 Sumador paralelo paralelo de 3 bits circuito y codificación 234 Sumador de 2 números de 4 bits con transporte serie 237 Sumador completo genérico 241 Sumador completo 4 bits comercial 4008 7483 242 Expansión de suma de a 8 bits con CI comerciales 243 Codificación sumador serie de 8 bits 244 Comparación de velocidad de procesamiento de lógicas 245 Suma BCD 247 14Restador binario 249 Restas básicas 249 Semirestador y codificación 249 Restador completo de 3 bits, circuito y codificación 250 Restador binario de números de 4 bits, circuito 252 C.I. 7483 253 XOR como compuerta inversora no inversora 254 Restador Sumador 254 15Códigos binarios 257 Códigos ponderados y no ponderados 257 Tabla de verdad de códigos 257 Código BCD 257 Código Aiken 258 Código Exceso 3 259 Código Gray 259 Conversores de código 260 Analizando código Gray, construcción código Gray y aplicación 260 Conversión de GRAY a binario y a la inversa circuitos 261 BCD a Gray con mapa K, circuito y codificación 263 BCD a Exceso 3 con mapa K, circuito y codificación 266 BCD natural a Johnson con mapa K, circuito y codificación 269 BCD a Complemento a 9 con mapa K, circuito y codificación 272 EXCESO 3 a BCD con mapa K, circuito y codificación 274 Ejercicios 276 16Displays 277 Displays de 7 seg.ánodo y cátodo común polarización, matriz 5x7 277 Visualizadores múltiples displays 7 segmentos de 2, 3 y 4 dígitos 279 Manejo display con C.I 4511 280 Manejo display con 7447 y 7448 281 Decodificador BCD a 7 seg.cátodo común con mapa y codificación 282 Decodificador BCD a 7 seg.ánodo común con mapa y codificación 286 Actividades y ejercicios 290 Multiplexado de 2 displays con máscaras y corrimientos 293 Multiplexado de 3 displays con máscaras y desplazamientos 295 17Codificadores 299 Codificador prioridad descendente y ascendente 299 Codificador sin prioridad de 4 a 2circuito y codificación 299 Codificador sin prioridad de 4 a 2 con entrada de habilitación 301 Codificador sin prioridad 8 a 3 circuito y codificación 301 Codificador sin prioridad 16 a 4 304 Líneas de control 74148, tabla, circuito y simulación en proteus 306 Lógica del 74148 307 Codificador 8 a 3 activos bajo, codificación 309 Codificador de 10 líneas de entrada a código BCD activo bajo 311 Simulando 74147 311 Codificación sin prioridad del codificador 10 a BCD 312 Codificador de prioridad descendente activo alto 4 a 2circ. y cod. 313 18Detectores paridad 315 Paridad Par e Impar 315 Diseño paridad de 3 bits, circuito y formula 315 Diseño paridad de 4 bits 317 TTL 74280 simulación y diagrama lógico 317 Circuitos detectores de 8 bits 319 Generación y verificación de paridad 320 19Introducción a los circuitos secuenciales 321 Circuito ON OFF controlado con pulso circuito y codificación 322 Latch RS lógica positiva circuito y codificación 323 Biestable RS activo alto reducido circuito y codificación 325 Latch 'R'S lógica negativa circuito y codificación 326 Biestable R S activo bajo reducido circuito y codificación 328 Dos latch 'R'S lógica negativa codificación 330 Ejercicios 330 20 Familias lógicas 333 CMOS TTL 333 Características de las familias 334 Fan in Fan out 334 Regímenes máximos absolutos 335 Características eléctricas 335 Determinación de umbrales en arduino 336 Actividades 337 21 Monitor serial y funciones 339 Funciones puerto serial, velocidad, impresión 339 Ejercicios de monitoreo, Función map 342 22 Encoder 343 KY-040 343 Conexionado y prueba del sensor KY-040 343 Simulación de encoder en proteus 343 Señales de encoder con osciloscopio 344 Circuito combinacional con latch para encoder 344 Señales en circuito, tablas de verdad y codificación real 345 23 Interfaces de salida y sensor IR 349 Módulo relé 349 Control relé con transistor 349 Inversión de giro motor DC con relé 350 Relé de estado sólido 351 Sensor infrarrojoTCRT5000 352 2474185 y 74184 353 Convertidor binario a BCD, circuito y codificación 353 Ejercicios varios 356 Convertidor BCD a binario, circuito y codificación 367 Conversores BCD a complemento a 9 circuito y codificación 371 Conversor BCD a complemento a 10 circuito y codificación 373 25Ejercicios integradores combinacionales y secuenciales 375 WWW 401 Resumen Compuertas lógicas 402 Bibliografía recomendada 403