Compuertas Lógicas
¿Que son?, Tipos y Funcionamiento
Las compuertas lógicas son el corazón de la electrónica digital. Son circuitos electrónicos que se utilizan para representar los números binarios, es decir, son sistemas de todo o nada. Por ejemplo; 0 y 1 o valores falsos y verdaderos.
¿Qué son las compuertas Lógicas?
Las compuertas lógicas son componentes electrónicos de mayor uso en el área de la electrónica digital. Básicamente, todas las compuertas lógicas tienen una salida y dos entradas, algunas compuertas lógicas como la compuerta NOT o el inversor tienen solo una entrada y una salida.
Compuertas Lógicas
Funcionamiento de las compuertas Lógicas
Las entradas de las compuertas lógicas están diseñadas para recibir solo datos binarios (bajo 0 o alto 1) al recibir la señal de voltaje. El nivel lógico en bajo representa cero volts y el nivel lógico en alto representa 3 o 5 volts. Es posible conectar cualquier número de compuertas lógicas para diseñar un circuito digital requerido.
Tipos de Compuertas Lógicas
Existen varios tipos de compuertas lógicas, cada una con su propio funcionamiento y propósito. Algunas de las más comunes incluyen AND, NAND, OR, NOR, XOR, XNOR y NOT.
AND:
Funcionamiento: La compuerta lógica AND devuelve un resultado verdadero (1) solo cuando todas sus entradas son verdaderas. Si alguna entrada es falsa, la salida será falsa.
Símbolo: Representada por un punto (•) o una palabra "AND".
NAND:
Funcionamiento: Es la negación de la compuerta AND. La salida es falsa solo cuando todas las entradas son verdaderas, de lo contrario, la salida es verdadera.
Símbolo: Un punto con una línea curva encima (⊼) o una palabra "NAND".
OR:
Funcionamiento: La compuerta OR devuelve un resultado verdadero si al menos una de sus entradas es verdadera. Solo será falsa si todas las entradas son falsas.
Símbolo: Representada por un signo más (+) o una palabra "OR".
NOR:
Funcionamiento: La negación de la compuerta OR. La salida es verdadera solo si todas las entradas son falsas, de lo contrario, la salida es falsa.
Símbolo: Un signo más con una línea curva encima (⊽) o una palabra "NOR".
XOR (O exclusivo):
Funcionamiento: La compuerta XOR devuelve un resultado verdadero solo cuando el número de entradas verdaderas es impar. Si todas las entradas son iguales (ya sea todas verdaderas o todas falsas), la salida es falsa.
Símbolo: Representada por un signo más con un círculo en su interior (+⨁) o una palabra "XOR".
XNOR :
Funcionamiento: Es la negación de la compuerta XOR. La salida es verdadera cuando el número de entradas verdaderas es par.
Símbolo: Un signo más con un círculo y una línea curva encima (+⊽) o una palabra "XNOR".
NOT (NO):
Funcionamiento: La compuerta NOT, también conocida como inversor, invierte la entrada. Si la entrada es verdadera, la salida será falsa, y viceversa.
Símbolo: Representada por una línea curva (~) o una palabra "NOT".
Ejemplos:
Puerta de Garaje Automática:
Compuertas Utilizadas: Compuertas AND, OR, NOT.
Descripción: Un sistema de puerta de garaje automática podría utilizar una compuerta AND para asegurarse de que tanto el control remoto como el sensor de presencia estén activados antes de abrir la puerta. Además, se puede emplear una compuerta NOT para invertir la señal del sensor de presencia, de modo que la puerta se abra solo cuando no haya presencia detectada.
Alarma de Seguridad:
Compuertas Utilizadas: Compuertas OR, AND, NOT.
Descripción: Una alarma de seguridad podría emplear compuertas lógicas para determinar si tanto una puerta como una ventana están abiertas (usando compuertas OR) y si el sistema de desactivación está desactivado (usando una compuerta AND). Si estas condiciones se cumplen, se activa la alarma. También podría haber una compuerta NOT para invertir la señal del sistema de desactivación.
Sumador Binario:
Compuertas Utilizadas: Compuertas XOR, AND, OR.
Descripción: En la aritmética binaria, un sumador binario utiliza compuertas XOR para sumar los bits individuales, compuertas AND para generar acarreos y compuertas OR para combinar los resultados. Estas compuertas se utilizan en combinación para realizar sumas binarias.
Comparador de Magnitudes:
Compuertas Utilizadas: Compuertas XOR, AND, OR.
Descripción: Un comparador de magnitudes puede utilizar compuertas XOR para comparar bits individuales de dos números binarios, compuertas AND para verificar si todos los bits son iguales y compuertas OR para indicar si uno de los números es mayor que el otro.
Interruptor de Luz con Sensor de Movimiento:
Compuertas Utilizadas: Compuertas AND, OR, NOT.
Descripción: Un interruptor de luz con un sensor de movimiento podría utilizar compuertas para encender la luz solo cuando se cumplan ciertas condiciones. Por ejemplo, se podría usar una compuerta AND para asegurarse de que la luz esté apagada y que el sensor de movimiento esté activado antes de encender la luz. También se podría emplear una compuerta NOT para invertir la señal del sensor de movimiento si se desea que la luz se encienda cuando no haya movimiento.
Las compuertas lógicas son fundamentales en la electrónica digital y la informática. Permiten la realización de operaciones lógicas básicas que son la base de la operación de los ordenadores y otros dispositivos digitales.