Lógica booleana y puertas lógicas electrónicas

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Por Doug Lowe

En la electrónica digital, la lógica booleana se refiere a la manipulación de valores binarios en los que un 1 representa el concepto de verdadero y un 0 representa el concepto de falso.

En los circuitos electrónicos que implementan la lógica, los valores binarios están representados por niveles de tensión. En la convención más común, un valor binario de uno está representado por +5 V (también llamado HIGH), y un cero binario está representado por 0 V (también llamado LOW).

Este tipo de lógica se llama booleana porque fue inventada en el siglo XIX por George Boole, un matemático y filósofo inglés. En 1854, publicó un libro titulado An Investigation of the Laws of Thought (Una investigación de las leyes del pensamiento), que exponía los conceptos iniciales que finalmente se conocieron como álgebra booleana, también llamada lógica booleana.

La lógica booleana es uno de los principios más importantes de los ordenadores modernos. Por lo tanto, la mayoría de la gente considera que Boole es el padre de la informática.

En la lógica booleana, true está representado por el dígito binario 1 y false por el dígito binario 0. Las operaciones lógicas (también llamadas funciones lógicas) son funciones que se pueden aplicar a una o más entradas lógicas y producen una sola salida lógica.

Uno de los tipos más comunes de operaciones lógicas es NOT, que simplemente invierte el estado de su entrada. En otras palabras, con la operación NOT, si la entrada es verdadera, la salida es falsa; si la entrada es falsa, la salida es verdadera.

Una puerta es un circuito o dispositivo que implementa una función lógica. Por lo tanto, una puerta NOT es un circuito o dispositivo que implementa la operación lógica NOT. Las puertas NO son muy comunes en los circuitos digitales.

Puede crear interruptores de puerta de varias maneras. El método más común utiliza transistores como interruptores, dispuestos de tal forma que se genera la salida correcta en función de las entradas lógicas y del tipo de puerta que se está implementando.

Independientemente del método utilizado para crear circuitos de puerta, todos los circuitos lógicos dependen de diferentes rangos de voltaje para representar 1 y 0. Como ya he mencionado, la convención de voltaje más común es representar 1 por aproximadamente +5 V y 0 por aproximadamente 0 V. La señal de +5 V es usualmente referida como ALTA, y la señal de 0 V es usualmente llamada simplemente BAJA.

Siete de los tipos más comunes de puertas lógicas son: NOT, AND, OR, NAND, NOR, XOR y NXOR. Todas estas puertas, excepto NO utilizan al menos dos entradas; la puerta NOT sólo tiene una entrada.

GateDescriptionNOInverte la entrada (HIGH se convierte en LOW, LOW en HIGH)Y las salidas en HIGH si todas las entradas son HIGH; en caso contrario, las salidas en HIGH
LOWOROutputs HIGH si al menos una de las entradas es HIGH; en caso contrario,
salidas LOWNANDOputs HIGH si todas las entradas son LOW; en caso contrario, las salidas
LOWNOROutputs HIGH si al menos una de las entradas es LOW; en caso contrario,
salidas LOWXOROutputs HIGH si una, y sólo una, de las entradas es HIGH;
en caso contrario, las salidas LOWNXOROutputs HIGH si una, y sólo una, de las entradas es LOW;
en caso contrario, salidas LOW

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