Las puertas lógicas son algo muy serio

Cómo utilizar puertas lógicasBueno bueno bueno. Llegados a este punto ya sabes cómo leer un datasheet y sabes que la electrónica digital tiene dos estados (0 Voltios y 5 Voltios) así que es hora de que conozcas las puertas lógicas.

En electrónica digital todo se basa en unos y ceros. O está encendido o apagado. O tiene 5 Voltios o 0 Voltios, no hay más. Pero podemos jugar con estos ceros y unos. Tal vez nos interese saber cuando una de todas las señales cambia o cambiar la señal a la contraria porque nuestro circuito está preparado para la respuesta contraria.

Para eso se utilizan las puertas lógicas. Están las AND, OR, NAND, XOR, NOT, NOR, XNOR…. ¡Qué jaleo de nombres! A ver si poco a poco sacamos algo más o menos decente…

Las puertas lógicas básicas: AND y OR

Supongo qué te suena AND y OR. El primero es el ‘y’ y el otro es el ‘o’. En estos casos el primero se trata como una multiplicación ya que se tienen que dar las dos cosas para que suceda. El OR es más relajado, con que pase una de las dos me basta.

Ya lo sé, esto te suena a chino pero a ver si me explico. De lo que te voy a hablar hoy es de pequeños integrados (cajitas negras) que lo que hacen es dar un valor según las señales que les llegan. Depende del tipo de caja en la salida pasa una cosa u otra.

¿Y cómo sabemos qué vamos a tener en la salida? Para eso están las tablas de verdad. Ni idea de por qué se llaman así pero son unas tablas en las que tienes las dos entradas y te dice el valor que tendrá la salida. Así que me voy a poner a hacerte una.

En el caso del AND te he dicho que se trataba de una multiplicación. Pues eso:

tabla de verdad AND            puerta AND

Como ves, siempre que aparece un cero el resultado es cero. Porque algo multiplicado por cero es cero. ¿Para que serviría esto? Imagínate que quieres saber cuando dos sensores te envían 5 Voltios porque eso significa que alguien está justo en una posición concreta. Pues añadirías una puerta AND para saber cuando los dos valores están en 5 Voltios, solamente vigilando una variable. Cosa que es más segura que estar vigilando dos señales a la vez con tu Arduino.

Por otra parte, aquí tienes la tabla de la puerta OR:

tabla de verdad OR

puerta OR

Aquí, si te fijas, es lo contrario. Cuando hay un uno en la suma el valor final es un uno. Así que nos serviría para detectar cuando una variable de las dos se activa.

Puerta lógica de inversión: NOT

Otra puerta básica es la negación. ¿Nunca te has encontrado con una señal que la tienes preparada para que si es un uno haga una cosa y va y el sensor te da la información a la inversa de lo que esperabas? La puerta inversora lo que hace es cambiar un uno por un cero y viceversa. A esto se le llama negar.

Digamos que la entrada A le ponemos una línea encima de la letra para decir que está negada. Esto significa que da igual el valor de A, sea cual sea vendrá negado, es decir, invertido. Pero vamos esto es formulación que se acerca más a la matemática que otra cosa. No te preocupes por esto ahora.

La tabla de verdad de esta puerta tiene poca cosa, la verdad (guiño guiño):

tabla de verdad NOT

puerta NOT

Mezclando las cosas: NOR y NAND

Claro, esto de la negación y tal, así por sí solo tiene poca gracia. Por eso existen las puertas NAND y NOR. Que vienen del Not AND y Not OR. Es decir, es un mix.

puerta NAND

puerta NOR

Si te fijas, la negación tiene como una bolita en la punta. Pues esta bolita es la que indica negación y para crear el NAND y el NOR lo que se hace es añadirle esta bolita al AND y el OR. Supongo que, en cuanto a la tabla de verdad ya te la imaginas. Es simplemente hacer una multiplicación o una suma y luego cambiar el número, invertirlo. La tabla de la puerta NAND es:

tabla de verdad NAND

Y la tabla de la puerta lógica NOR:

tabla de verdad NOR

Los eXclusive: XOR y XNOR

Y por fin has llegado a los rarunos. los eXclusive. De estos aparecen XOR y XNOR. Viene a ser lo mismo. En el OR, que es una suma, en lugar de hacer una suma se hace una suma exclusiva. Digamos que solamente afecta en un caso. La OR se supone que o pasa una cosa o pasa otra. Pero si te fijas en la tabla de verdad de OR cuando tenemos un uno y un uno la respuesta es un uno. Y esto no debería ser así.

Las sumas exclusivas lo que hacen es dar un resultado ‘1’ cuando ambas entradas son distintas, pero si son iguales la respuesta es un ‘0’. De esta manera, nos permiten saber cuando dos entradas son iguales o distintas.

Esto realmente es para la XOR, ya que la XNOR, como imaginarás, es justo al revés. Cuando las entradas son iguales el resultado es un ‘1’ y cuando son distintas un ‘0’. Para la tabla XOR queda:

tabla de verdad XOR

Mientras que para la XNOR:

tabla de verdad XNOR

Para distinguir las exclusivas lo que se hace es añadir una línea en al parte ancha del símbolo. Algo tal que así:

puerta XOR

puerta XNOR

Opt In Image

¿Seguimos con esto o NOT?

Cómo imaginarás, las puertas no se utilizan solas. Si no que se mezclan entre ellas para conseguir algún resultado concreto. Esto de explicar sería chungo ya que luego empiezan las sumas de conjuntos de entradas y salidas y bufff…Vale vale, que me da pereza y lo dejo para un próximo capítulo

Claro, si quieres. Por eso te pido que me comentes ahí bajo si vale la pena que profundice más en este tema. He de decir que la digital es una de las partes más divertidas de la electrónica. ¡Nos vemoooooos!

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