Fundamentos de la electrónica digital. Notas de clase y experiencias prácticas

Abstract

Este libro tiene como propósito recopilar aspectos teóricos y técni cos sobre los fundamentos de la electrónica digital, el origen de esta disciplina y su relación con otras ramas de la física electromagnéti ca. Casi todos los dispositivos tecnológicos que usamos en nuestra vida diaria hoy en día funcionan con el sistema numérico binario, debido a su sencilla implementación en el circuito electrónico digi tal mediante puertas lógicas (Ong et al., 2021). La electrónica digital ha dado forma al moderno mundo de las calculadoras, micro orde nadores y circuitos integrados cada vez más reducidos en tamaño, todo basando su lógica en los números binarios 0 y 1 (Tokheim, 2021). El ser humano vive en un mundo analógico, gobernado por magnitudes continuas, pero los sistemas digitales se encargan de convertirlas en discretas, las cuales solo pueden tener un número finito de valores basado en el código binario (Pérez et al., 2007). Este libro contiene conceptos y ejercicios que fomentan el uso de la lógi ca combinatoria para el diseño y ensamble de circuitos que procesen bits, con el objeto de dar solución a problemas de ingeniería con el uso de la electrónica digital. El diseño de los circuitos digitales, como se propone en el presente, debe ser realizado con el uso de modelos lógicos y matemáticos, antes de llevar el desarrollo de cir cuitos a otro nivel, aumentando su eficiencia y rapidez de procesa miento, a la vez que disminuyendo su tamaño, costos y consumo de energía. Para lograr la apropiación del conocimiento enmarcaremos el aprendizaje de esta disciplina desde estrategias constructivistas, apoyada con una estrategia pedagógica basada en la elaboración de proyectos y experiencias prácticas. Los circuitos propuestos en este libro se pueden realizar en horas extracurriculares y con materiales fáciles de encontrar, proporcionando un componente práctico adi cional para el desarrollo de la asignatura de Electrónica Digital del programa Ingeniería de Sistemas. Lo anterior, con el propósito defortalecer las estrategias de aprendizaje y diseño de tecnología en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de La Guajira, mejoran do las habilidades y destrezas de los estudiantes y fomentando la apropiación del conocimiento tanto teórico como técnico. El libro Fundamentos de la electrónica digital. Notas de clase y experiencias prác ticas es una herramienta importante para el desarrollo de proyec tos tecnológicos al interior de La Universidad de La Guajira. Como conclusión se realizará una recopilación de los proyectos que se han realizado en la asignatura de Electrónica Digital y afines, adscritas al programa de Ingeniería de Sistemas de la Universidad de La Guajira

This book’s objective is to consolidate theoretical and technical in formation regarding the foundations of digital electronics, the his tory of this field, and its connections to other areas of electromag netic physics. Due to the binary number system’s straightforward application in digital electrical circuits using logic gates, almost all of the modern technological equipment we use on a daily basis uti lize it (Ong et al., 2021). Modern calculators, microcomputers, and integrated circuits, all of which base all of their logic on the binary numerals 0 and 1, have been shaped by digital electronics (Tokheim, 2021). Humans exist in an analog environment that is regulated by continuous magnitudes; nevertheless, digital systems are in charge of turning these continuous magnitudes into discrete ones that can only have a finite number of values based on binary code (Pérez et al., 2007). In order to address engineering challenges with the help of digital electronics, this book provides ideas and activities that promote the use of combinatorial logic for the design and building of circuits that process bits. The development of digital circuits as suggested above should be carried out with the use of logical and mathematical models, which advance circuit development by raising processing efficiency and speed while lowering size, cost, and power consumption. We will use constructivist learning fra meworks to accomplish knowledge appropriation, backed by a pe dagogical strategy based on the creation of projects and hands-on learning opportunities. The circuits suggested in this book can be built during downtime and with materials that are simple to come by, adding a further practical element to the development of the Systems Engineering program’s Digital Electronics course. The afo rementioned, with the aim of enhancing technological design and learning methodologies in the Universidad de La Guajira’s enginee ring faculty, enhancing student skills and capacities, and promoting the appropriation of both theoretical and technical knowledge. An essential resource for the creation of technical projects at the Uni versidad de La Guajira is the book Fundamentals of digital electronics. Class notes and practical experiences. A collection of work completed in the areas of digital electronics and associated topics and attribu ted to the systems engineering program at the Universidad de La Guajira will be prepared as a conclusion