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1-1: ¿Cuáles de las siguientes cantidades son analógicas y cuáles digitales? (a) El número de átomos en una muestra de material. (b) La altitud de una aeronave. (c) La presión en la llanta de una bicicleta. (d) La corriente que pasa a través de una bocina. (e) La configuración del temporizador en un horno de microondas. 1-2. ¿Cuáles de las siguientes cantidades son analógicas y cuáles digitales? (a) La anchura de una pieza de madera. (b) La cantidad de tiempo transcurrido antes de que se apague el timbre. (c) La hora del día que se muestra en un reloj de cuarzo. (d) La altitud por encima del nivel del mar, si se mide desde una escalera. (e) La altitud por encima del nivel del mar, si se mide desde una rampa. 1-3. Convierta los siguientes números binarios a sus valores decimales equivalentes.

1-4. Convierta los siguientes números binarios a decimal.

1-5. Muestre la secuencia de conteo binario de 000 a 111, usando tres bits.

1-7. ¿Cuál es el máximo número que podemos contar si utilizamos 10 bits?

1-8. ¿Cuál es el máximo número que podemos contar si utilizamos 14 bits?

1-9. ¿Cuántos bits se necesitan para contar hasta 511?

1-10. ¿Cuántos bits se necesitan para contar hasta 63?

143. Suponga que se van a transmitir en binario los valores enteros decimales desde el O hasta el 15. (a) ¿Cuántas líneas se necesitan si se utiliza la representación en paralelo? líneas en paralelo (b) ¿Cuántas líneas se necesitan si se utiliza la representación en serie?

línea en serie 1-14. ¿Cuál es la diferencia entre un microprocesador y una microcomputadora? Un microprocesador es una CPU en un chip. La CPU contiene la unidad de control y la unidad lógica aritmética (ALU). Un microordenador generalmente consta de varios chips IC que incluyen un chip de microprocesador, chips de memoria y chips de interfaz de entrada / salida junto con dispositivos de entrada / salida. 1-15. ¿Cuál es la diferencia entre un microcontrolador y una microcomputadora? Un microcontrolador es un tipo especializado de microordenador que está diseñado para ser utilizado como un controlador dedicado o integrado. Los microcontroladores son generalmente mucho más pequeños que los microordenadores de propósito general. 2-1. Convierta los siguientes números binarios en decimales.

2-2. Convierta los siguientes valores decimales en binarios.

2-3. ¿Cuál es el valor decimal más grande que puede representarse mediante (a) un número binario de ocho bits?

(b) un número de 16 bits?

2-4. Convierta cada número hexadecimal en su equivalente decimal.

2-5. Convierta cada uno de los siguientes números decimales en hexadecimales.

2-6. Convierta cada uno de los valores hexadecimales del problema 2-4 en números binarios. (a) 74316 = 11101000011 (b) 3616 = 110110 (c) 37FD16 = 11011111111101 (d) 200016 = 10000000000000 (e) 16516 = 101100101 (f) ABCD16 = 1010101111001101 (g) 7FF16 = 011111111111 (h) 120416 = 1001000000100 2-7. Convierta los números binarios del problema 2-1 en hexadecimales. (a) 10110 =16 (b) 10010101=95

(c) 100100001001=909 (d) 01101011=68 (e) 11111111=FF (f) 01101111=6F (g) 1111010111=3D7 (h)11011111=DF 2-8. Liste los números hexadecimales en secuencia, desde 19516 hasta 28016. 195, 196, 197, 198, 199, 19A, 19B, 19C, 19D, 19E, 19F, 2A0, 2A1, 2A2.... 2A9, 2AA, 2AB, 2AC, 2AD, 2AE, 2AF, 2B0. 2-9. Cuando se va a convertir un número decimal grande en binario, algunas veces es más fácil convertirlo primero en hexadecimal y después en binario. Pruebe este procedimiento para el número 213310 y compárelo con el procedimiento usado en el problema 2-2(h). 2.9 2133/16 = 133 sobrante 5 133/16 = 8 sobrante 5 8/16 = 0 sobrante 8 = 2133 = 855 =100001010101 2-10. ¿Cuántos dígitos hexadecimales se requieren para representar los números decimales del O hasta el 20,000? 16 N 20,000; por lo tanto, n=4 2-11. Convierta los siguientes valores hexadecimales en decimales.

3-1 dibuje la forma de onda de salida para compuertas OR de la figura 3-52 figura 3-52

3-6. Cambie la compuerta OR en la figura 3-52 por una compuerta AND (a) Dibuje la forma de onda de salida. (b) Dibuje la forma de onda de salida si la entrada A se conecta de manera permanente a tierra. (c) Dibuje la forma de onda de salida si A se pone en corto de manera permanente con +5 V.

3-12 Escriba la expresión booleana para la salida x en la figura 3-53 (a). Determine el valor de x para todas las posibles condiciones de entrada y liste los valores en una tabla de verdad. (b) Repita el proceso para el circuito de la figura 3-53.

3-16. Para cada una de las siguientes expresiones, construya el circuito lógico correspondiente utilizando compuertas AND y OR e INVERSORES. 𝒂) 𝒙 = ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ 𝑨𝑩(𝑪 + 𝑫)

̅ 𝑪𝑫 ̅ 𝒃) 𝒛 = ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ 𝑨 + 𝑩 + 𝑪𝑫𝑬 + 𝑩

𝑪) 𝒚 = ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ (𝑴 + 𝑵 + ̅̅̅̅̅̅ 𝑷𝑸)

3-23. Complete cada una de las expresiones.

3-26. Simplifique cada una de las siguientes expresiones usando los teoremas de Morgan

3-32. Un jet emplea un sistema para monitorear los valores de revoluciones por minuto (rpm), presión y temperatura de sus motores mediante el uso de motores que operan de la siguiente manera:

salida del sensor de RPM m O sólo cuando la velocidad < 4800 rpm salida del sensor P = O sólo cuando la presión < 220 psi salida del sensor T = O sólo cuando la temperatura < 200° F . La figura 3.56 muestra el circuito lógico que controla una luz de advertencia en cabina para ciertas combinaciones de condiciones del motor. Suponga que un nivel ALTO en la salida Wactiva la luz de advertencia. (a) Determine qué condiciones del motor darán una advertencia al piloto. (b) Cambie este circuito por uno que utilice sólo compuertas NAND.

(a) La luz de advertencia W se activará cuando la temperatura (T) sea mayor 200 ° F y la presión (P) sea mayor 220 y la velocidad (R) sea menor 4800 En conclusión, W = 1 cuando T = 1 y P = 1 o R = 0.

4.1 Simplifique las siguientes expresiones mediante el uso del álgebra boalema.

4-2 Simplifique el circuito de la figura 4-65 mediante el uso del álgebra booleana.

4-4 Diseñe el circuito lógico que corresponde a la tabla de verdad que se muestra

4-5. Diseñe un circuito lógico cuya salida esté en ALTO sólo cuando la mayoría de las entradas A, 13 y C estén en BAJO.

4-30. La figura 4-74 muestra la intersección de una autopista principal con un camino de acceso secundario. Se colocaron sensores de detección de vehículos a lo largo de los carriles C y D (camino principal) y de los carriles A y (camino de acceso). Las salidas de estos sensores están en BAJO (0) cuando

5-13. Las formas de onda que se muestran en la figura 5-77 se van a aplicar a dos FFs distintos: (a) J-K disparado con flanco positivo. (b) J-k disparado con flanco negativo. Dibuje la respuesta de la forma de onda de Q para cada uno de estos FFs, suponiendo que al principio Q = O. Suponga también que cada 1T tiene tii = O.

5-20. Determine la forma de onda de Q para el FF de la figura 5-81. Suponga que al principio Q = O y recuerde que las entradas asíncronas predominan sobre todas las demás entradas.

5-26. En el circuito de la figura 5.82, al principio las entradas A, B y C están en BAJO. Se supone que la salida Y debe cambiar a ALTO sólo cuando A, B y C cambien a ALTO en cierta secuencia. (a) Determine la secuencia que hará que Y cambie a ALTO. (b) Explique por qué se necesita el pulso INICIO. (c) Modifique este circuito para que utilice FFs D.

(a) Y puede ir ALTO solo cuando C pasa AL ALTO, mientras que X ya es ALTO. X puede ir ALTO solo si B va ALTO mientras que A es ALTO. Por lo tanto, la secuencia correcta es A, B, C. (b) El impulso de START inicialmente borra X e Y a O antes de aplicar las señales A, B, C. (c)

5-56. Para cada una de las siguientes aseveraciones, indique qué tipo de FF se está describiendo. (a) Tiene una entrada SET y una entrada CLEAR, pero no tiene entrada CLK. Pestillo de puerta NAND o NOR. (b) Conmutará en cada pulso de CLK cuando ambas entradas de control estén en ALTO. flip-flop J-K sincronizado. (c) Tiene una entrada HABILITAR en vez de una entrada CLK. D Latch. (d) Se utiliza para transferir datos con facilidad de un registro de FF a Otro. flip-flop D sincronizado o J-K (e) Sólo tiene una entrada de control flip-flop 0 sincronizado. (f) Tiene dos salidas que son complementos una de la otra. Todos los tipos de flip-flops. (g) Puede cambiar de estado sólo en la transición activa de CLK. (h) Se utiliza en los contadores binarios. Cualquier flip-flop desencadenado por flanco. 5-57. Defina los siguientes términos. a) Entradas asíncronas: entradas de Flip-Flop que pueden afectar el funcionamiento del flip-flop independientemente de las entradas síncronas y de reloj. (b) Disparo por flanco: forma en que se activa un flip-flop mediante una transición de señal. II puede ser un flip-flop activado por flanco positivo o negativo.

(c) Registro de cambios - Circuito digital que acepta datos binarios de alguna fuente de entrada y luego desplaza (estos datos a través de una cadena de flip-flops, bit por bit. (d) División de frecuencia - Expresión normalmente asociada con contadores. la relación de un contador es igual al número total de estados diferentes por los que puede pasar el contador y a menudo se denomina número MOD del contador. (e) Transferencia asíncrona (Jam): transferencia de datos realizada sin la ayuda del reloj. (f) Diagrama de transición de estado - Forma de mostrar gráficamente los estados de los flipflops cambian con cada impulso de reloj aplicado. (G) Transferencia de datos paralela - Operación por la cual todo el contenido de un registro se transfiere simultáneamente a otro registro. (H) transferencia de datos serie: cuando las dalas se transfieren de un lugar a otro, bit por bit. (I) monoestable de un solo disparo: tipo de One-Shot que se puede activar mientras está en el estado cuasi-estable, y comenzará un nuevo intervalo tp. (j) entradas de tipo disparador - Entradas en ciertos dispositivos que aceptan señales de cambio lento y producen transiciones sin oscilación en la salida. 7-4. A un contador de rizo de 10 bits se le aplica una señal de reloj de 256-kHz. (a) ¿Cuál es el número MOD de este contador? (b) ¿Cuál será la frecuencia en la salida del MSB? (c) ¿Cuál será el ciclo de trabajo de la señal del MSB? (d) Suponga que el contador empieza en cero. ¿Cuál será el tonteo en hexadecimal después de 1000 pulsos de entrada? 7-65. Un conjunto de registros 74ALS174 se conecta como se muestra en la figura 7.107. ¿Qué tipo de transferencia de datos se realiza con cada registro? Determine la salida de cada registro cuando se aplica un pulso momento-neo en MR para que cambie a BAJO y después de cada uno de los pulsos de reloj indicados (CP#) en la tabla 7-10. ¿Cuántos pulsos de reloj deben aplicarse antes de que los datos que se introducen en 15-10 estén disponibles en Z5-20?

7-89. Para cada una de las siguientes aseveraciones, indique el (los) tipo(s) de contador(es) que se describen. (a) Se aplica un pulso de reloj a cada FF a] mismo tiempo: Paralelo (b) Cada FF divide la frecuencia en su entrada CLK entre 2: Binario (c) La secuencia de conteo es 11, 10, 101, 100, 011, 010, 001, 000: MOD-8 abajo (d) El contador tiene 10 estados distintos: MOD-10, BCD, década (e) El retraso total de conmutación es la suma de los retrasos individuales de cada FR: Asíncrono, rizo (f) Este contador no requiere lógica de decodificación: Anillo (g) El número MOD siempre es el doble del número de FFs: Johnson (h) Este contador divide la frecuencia de entrada entre su número MOD: Todos (i) Este contador puede comenzar su secuencia de corneo en cualquier estado inicial deseado: Prestable (j) Este contador puede contar en cualquier dirección: Arriba / abajo (k) Este contador puede sufrir de deformaciones en la decodificación, debido a sus retrasos de propagación: Asincrónico, ondulación (l) Este contador sólo cuenta del O al 9: MOD-10, BCD, década (m) Este contador puede diseñarse para que cuente a través de secuencias arbitrarias mediante la determinación del circuito lógico necesario en las entradas de control síncronas de cada flipflop: Sincrónico, paralelo (a) Defina el concepto de capacidad de carga: Número máximo de entradas lógicas estándar que la salida de un circuito digital puede conducir de forma fiable (b) ¿En qué tipo de compuertas las entradas conectadas entre sí siempre cuentan como una sola carga de entrada en el estado BAJO?: NANDs y ANDs (c) Defina el concepto de entradas "flotantes”: Se dice que cualquier entrada a un circuito TTL que se haya desconectado (abierto) está flotando. Para cada inciso, indique si se refiere a un codificador o a un decodificador. (a) Tiene más entradas que salidas. Codificador (b) Es usado para convertir acciones clave a un código binario. Codificador (c) Sólo una salida puede estar activa a la vez. Decodificador (d) Se puede usar para conectar una entrada BCT) a un exhibidor de LEDS. Decodificador de BCD a 7 segmentos (e) Frecuentemente tiene salidas tipo amplificador para manejar alta corriente y voltaje. Decodificador / controlador

9-29. El circuito de la figura 9-75 utiliza tres multiplexores de dos entradas (figu-ra 9-19). Determine la función que realiza este circuito.

9-37. El circuito de la figura 9.77 muestra cómo puede utilizarse un M U X de ocho entradas para generar una función lógica de cuatro variables, aún y cuando el MUX sólo tiene tres entradas de SELECCIÓN. Tres de las variables lógicas A, R y C se conectan a las entradas de SELECCIÓN. La cuarta variable D y su inverso D w conectan a las entradas de datos seleccionadas del MUX, según lo requiera la función lógica deseada. Las otras entradas de datos del MUX se conectan a un nivel BAJO o ALTO, según lo requiera la función. a) Establezca una tabla de verdad que muestre la salida Z para las 16 combinaciones posibles de variables de entrada. (b) Escriba la expresión de suma de productos para Z y simplifíquela para verificar que

11-2. Un DAC de ocho bits produce un voltaje de salida de 2.0 V para un código de entrada de 01100100. ¿Cuál será el valor de VsAL para un código de entrada de 10110011?

11-7. ¿Cuál es la resolución porcentual del DAC de la figura 11-30? ¿Cuál es el tamaño del escalón si el valor máximo es de 2 V?

Cantidad de pasos = 7; % De resolución = 1/7 = 14.3%; Tamaño de paso = 2V / 7 = 0.286V

11-22 Y Un técnico conecta un contador al DAC de la figura 11.3 para realizar una prueba de escalera con un reloj de 1 kHz. El resultado se muestra en la figu-ra 11-32. ¿Cuál es la causa probable de la señal de escalera incorrecta? El gráfico de la figura 11.32 habría resultado si se hubieran invertido las dos entradas menos significativas del DAC (000000002). Por lo tanto, la escalera se habría incrementado en la siguiente secuencia: 0,2,1,3,4,6,5,7,8,10,9,11,12,14,13,15.

11-24. Un ADC de rampa digital de ocho bits con una resolución de 40 mV utiliza una frecuencia de reloj de 2.5 MHz y un comparador con Vr = 1 m'Y. Deter-mine los siguientes valores. (a) La salida digital cuando y, =6.000V... Por lo tanto, el valor digital k 150.025. Esto indica un valor digital de 151 o escrito en binario 10010111.

(b) La salida digital para 6.035 V. Utilizando el mismo método que en (a) el valor digital es nuevamente 10010111. (c) Los tiempos de conversión mínimo y promedio para este ADC. Tiempo máximo de conversión = TCLOCK = (28-1) x (0.4ps) = 102ps. Tiempo promedio de conversión = 102ps12 = 51ps 11-27 Un ADC tiene las siguientes características: resolución: 12 bits, error a esca-la completa: 0.03% F.S; salida a escala completa: --SV. (a) ¿Cuál es el error de cubanización en volts? Con 12 bits, la resolución porcentual es (1 / (2121)) x 100% = 0.024%. Por lo tanto, error de cuantificación = 0.024% x 5V = 1.2mV (b) ¿Cuál es el error posible total en volts? ) Error debido a .03% de imprecisión = .03% x 5V = 1.5mV. Error total = 1.2mV + 1.5mV = 2.7mV.