Simulación y Representación Compuertas Lógicas

 

Simulador de Compuertas Lógicas

Aprende, experimenta y practica con las compuertas lógicas

¿Qué son las compuertas lógicas?

Las compuertas lógicas son los bloques fundamentales de los circuitos digitales. Son dispositivos electrónicos que implementan operaciones lógicas booleanas en una o más señales de entrada, produciendo una única salida.

Fundamentos

• Las compuertas lógicas trabajan con el sistema binario: 0 (FALSO) y 1 (VERDADERO)
• Son la base de todos los procesadores y circuitos digitales
• Cada compuerta realiza una operación lógica específica
• Las entradas y salidas pueden representarse en tablas de verdad

¿Por qué son importantes?

Las compuertas lógicas son fundamentales en:

• Diseño de procesadores
• Memoria de computadoras
• Sistemas de control industrial
• Dispositivos electrónicos cotidianos
• Algoritmos computacionales

Tipos de compuertas lógicas

NOT

Invierte el valor de entrada. Si la entrada es 0, la salida es 1 y viceversa.

AND

La salida es 1 solo cuando todas las entradas son 1.

OR

La salida es 1 cuando al menos una entrada es 1.

NAND

Negación de AND. La salida es 0 solo cuando todas las entradas son 1.

NOR

Negación de OR. La salida es 1 solo cuando todas las entradas son 0.

XOR

La salida es 1 cuando hay un número impar de entradas con valor 1.

XNOR

Negación de XOR. La salida es 1 cuando hay un número par de entradas con valor 1.

¿Cómo usar este simulador?

1. Explora las diferentes compuertas lógicas en la pestaña Simulador
2. Cambia los valores de entrada usando los interruptores
3. Observa cómo cambia la salida y se actualiza la tabla de verdad
4. Revisa los Ejemplos Prácticos para entender aplicaciones reales
5. Pon a prueba tus conocimientos en el Cuestionario
6. Consulta la pestaña de Referencia para ver todas las compuertas

Simulador de Compuertas

Selecciona una compuerta: NOT (Negación) AND (Multiplicación) OR (Suma) NAND NOR XOR (O Exclusivo) XNOR (Coincidencia)

Compuerta NOT

Invierte el valor de la entrada: si A=0, la salida es 1; si A=1, la salida es 0.

Entrada A

0

Salida

1

Representación matemática:

S = Ā

Resultado:

S = 1

Símbolos:

Tradicional

Normalizado

Tabla de Verdad

A	S = Ā
0	1
1	0

Ejemplos Prácticos

Sistema de Alarma de Seguridad

Imagina un sistema de alarma simple que se activa bajo cualquiera de estas condiciones:

• Se abre una puerta (sensor A)
• Se rompe una ventana (sensor B)
• Se detecta movimiento (sensor C)

Podemos representar esto con una compuerta OR:

Alarma = A OR B OR C

Si cualquiera de los sensores se activa (valor 1), la alarma sonará.

Control de Acceso

Para un sistema de control de acceso seguro, necesitamos que se cumplan todas las condiciones:

• El usuario presenta una tarjeta válida (A)
• El usuario ingresa el PIN correcto (B)

Esto se implementa con una compuerta AND:

Acceso = A AND B

Solo si ambas condiciones son verdaderas (valor 1), se concederá el acceso.

Detector de Paridad

En comunicaciones digitales, es común usar bits de paridad para detectar errores. Un detector de paridad par verifica si el número de bits con valor 1 es par:

• Se reciben tres bits: A, B y C
• El bit de paridad P debe hacer que el número total de unos sea par

Esto se implementa con una compuerta XNOR:

P = A XNOR B XNOR C

Si hay un número par de 1's entre A, B y C, entonces P será 0. Si hay un número impar, P será 1, haciendo el total par.

Número de 1's: 0 (par) → Bit de paridad: 0

Cuestionario

Pon a prueba tus conocimientos sobre compuertas lógicas con este cuestionario interactivo. Selecciona la respuesta correcta para cada pregunta.

Puntuación: 0 /10

1. ¿Qué compuerta lógica invierte el valor de entrada?

A. AND

B. OR

C. NOT

D. XOR

2. ¿Cuál es la salida de una compuerta AND cuando ambas entradas son 1?

A. 0

B. 1

C. Depende de la implementación

D. Indefinido

3. ¿Cuándo devuelve 1 una compuerta OR?

A. Solo cuando ambas entradas son 1

B. Solo cuando ambas entradas son 0

C. Cuando al menos una entrada es 1

D. Nunca

4. La compuerta NAND es equivalente a:

A. AND seguida de NOT

B. OR seguida de NOT

C. NOT seguida de AND

D. XOR seguida de NOT

5. ¿Qué compuerta produce una salida 1 solo cuando las entradas son diferentes?

A. OR

B. XOR

C. AND

D. NAND

6. ¿Cuál es la salida de una compuerta NOR cuando ambas entradas son 0?

A. 0

B. 1

C. Indefinido

D. Error

7. La compuerta XNOR produce una salida 1 cuando:

A. Ambas entradas son diferentes

B. Al menos una entrada es 1

C. Ambas entradas son iguales

D. Ambas entradas son 0

8. Según la ley de De Morgan, NOT(A AND B) es equivalente a:

A. NOT(A) AND NOT(B)

B. NOT(A) OR NOT(B)

C. A OR B

D. A AND B

9. ¿Qué compuerta se utiliza comúnmente para detectar si dos entradas son iguales?

A. XOR

B. XNOR

C. NOR

D. NAND

10. Si A = 1 y B = 0, ¿cuál es la salida de una compuerta AND?

A. 0

B. 1

C. Indefinido

D. Depende de la implementación

Referencia de Compuertas Lógicas

Compuerta	Operación	Tabla de Verdad	Símbolo Tradicional	Símbolo Normalizado
NOT	Ā (Negación)	A Ā 0 1 1 0
AND	A·B (Multiplicación)	A B A·B 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
OR	A+B (Suma)	A B A+B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
NAND	A·B (Negación de AND)	A B A·B 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0
NOR	A+B (Negación de OR)	A B A+B 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0
XOR	A⊕B (O exclusivo)	A B A⊕B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0
XNOR	A⊙B (Equivalencia)	A B A⊙B 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1

Propiedades y Teoremas

Leyes de Morgan

• NOT(A AND B) = NOT(A) OR NOT(B)
• NOT(A OR B) = NOT(A) AND NOT(B)

Propiedades del AND

• A AND 0 = 0
• A AND 1 = A
• A AND A = A
• A AND (NOT A) = 0

Propiedades del OR

• A OR 0 = A
• A OR 1 = 1
• A OR A = A
• A OR (NOT A) = 1

Propiedades del XOR

• A XOR 0 = A
• A XOR 1 = NOT(A)
• A XOR A = 0
• A XOR (NOT A) = 1

Simulador Interactivo de Compuertas Lógicas

Basado en la información de Karloz Jaramillo - Tecnología en Sistemas Informáticos - Universidad de Caldas - 2015