¿Cuántas entradas de datos tiene un multiplexor?

Un multiplexor tiene 2^N entradas de datos, siendo N el número de entradas de control. Por ejemplo, con 2 entradas de control tiene 4 entradas de datos.

¿Cómo se realiza una resta en circuitos digitales?

Se obtiene el complemento a 2 del sustraendo invirtiendo sus bits y sumando 1, y después se suma al minuendo. Si hay un acarreo tras el bit de mayor peso, se desprecia.

¿Qué diferencia hay entre un semisumador y un sumador total?

El semisumador suma dos bits y genera acarreo, pero no admite un acarreo de una etapa anterior. El sumador total sí dispone de una entrada adicional para ese acarreo.

Circuitos combinacionales: MUX, DEMUX, codificadores, comparadores y sumadores binarios

Resumen

El documento explica los principales circuitos combinacionales digitales: multiplexores, demultiplexores, decodificadores y codificadores, así como comparadores, sumadores y restadores binarios. Incluye ejemplos como la interfaz de teclado y el método del complemento a 2 para restar. Es un resumen útil para repasar la base de la electrónica digital.

Puntos clave

Un multiplexor tiene una salida, 2^N entradas de datos y N entradas de control.
Un demultiplexor tiene una entrada, N entradas de control y 2^N salidas de datos.
Un decodificador traduce un código binario (por ejemplo BCD) a otro, generalmente decimal, activando una sola salida.
Un codificador realiza la función contraria al decodificador y se usa, por ejemplo, para conectar un teclado.
El semisumador suma dos bits sin tener en cuenta acarreo previo; el sumador total sí admite un acarreo de entrada.
Para restar, los circuitos digitales obtienen el complemento a 2 del sustraendo (invertir bits y sumar 1) y lo suman al minuendo.

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Multiplexores (MUX)

Es un circuito que posee una sola salida, varias entradas de datos y varias entradas de control (también llamadas de selección).
El número de entradas de datos es igual a $2^N$, siendo $N$ el número de entradas de control.
En función del valor digital presente en las entradas de control ($C_0$ y $C_1$, por ejemplo), el valor de la entrada de datos correspondiente a esa combinación se dirige a la salida.

Demultiplexores (DEMUX)

Un demultiplexor realiza la operación contraria al multiplexor: tiene una sola entrada, $N$ entradas de control y $2^N$ salidas de datos.
En función de la combinación en las entradas de control, el valor presente en la entrada de datos se dirige a una de las salidas específicas.
Ejemplo: Un demultiplexor con 2 entradas de control tendrá $2^2 = 4$ salidas de datos.

Decodificadores

Un decodificador es un circuito integrado que traduce un código binario a otro código, generalmente decimal.
En función de la combinación de valores presente en la entrada BCD, se activa una de las salidas decimales, mientras que el resto permanece inactivo.
La activación puede ser a nivel alto o a nivel bajo, dependiendo del modelo de decodificador.

Tipos de Activación de Salida

Decodificadores no excitadores: La salida es activa por 0 (nivel bajo).
Decodificadores excitadores: La salida se activa por 1 (nivel alto).

Nota: Los decodificadores decimales pueden funcionar también como multiplexores.

Codificadores

Realiza la función contraria a la del decodificador.
Es un circuito combinacional con una serie de entradas, de forma que al activar cada una de ellas individualmente, proporciona en la salida un código que puede ser: binario, ASCII, BCD, etc.

Aplicación Principal: Interfaz de Teclado

Su mayor aplicación es la conexión a un teclado. Al pulsar una tecla, se activa la entrada correspondiente en el codificador, obteniendo el valor de la tecla en código BCD en la salida.

Este valor BCD puede ser introducido en un decodificador de BCD a 7 segmentos para visualizar la tecla pulsada en un display.

Comparadores

Es un circuito combinacional diseñado para comparar dos números binarios y determinar si son iguales, o cuál es mayor o menor.

Sumadores

Para realizar la suma de dos números binarios se utilizan circuitos sumadores elementales.

Tipos de Sumadores

Semisumador (Half Adder)
Es el circuito sumador más básico. Es capaz de sumar dos números binarios de un bit, obteniendo el resultado de la suma y generando un carry (acarreo o llevada). Sin embargo, es incapaz de tener en cuenta un acarreo procedente de una etapa anterior.
Sumador Total (Full Adder)
Se utiliza para sumar números de más de un bit. Dispone de una entrada adicional para introducir un acarreo (*carry*) procedente de la suma de los bits anteriores de menor peso.

Circuitos Restadores de Números Binarios

Los circuitos digitales no realizan la resta directamente. Para lograr la operación, transforman el sustraendo en su complemento y lo suman al minuendo, obteniendo así el resultado de la resta.

Métodos de Complemento

Existen dos tipos principales de complemento:

Complemento a 1
Complemento a 2

Resta mediante Complemento a 2

Dado que la mayoría de los circuitos digitales utilizan el Complemento a 2, este es el método más común:

Se obtiene el Complemento a 2 del sustraendo invirtiendo todos sus bits y sumándole 1 a la cantidad resultante.
Este complemento obtenido se suma al minuendo.
El resultado de esta suma es la resta buscada.

Importante: Si se produce un carry después del bit de mayor peso, este acarreo se desprecia.