Digital Electronics

موضوع: Digital Electronics الثلاثاء يناير 25, 2011 6:20 pm

الإلكترونيات الرقمية
Digital Electronics

مقدمة

طرق تمثيل الكميات الطبيعية ـ بيانات ومعلومات في الدوائر الكهربية والاجهزة الالكترونية
Analog representation أولا ــ النظام التماثلي

في هذه الطريقة يتم تحويل المعلومة الى اشارة كهربائية على شكل جهد أو تيار كهربي يتغير تدريجيا وباستمرار على مدى معين ويمثل شكل الإشارة في هذه الحالة المعلومة الأصلية وينماثل معها لذلك تسمى الاشارة التماثلية

مثال
عندما نتكلم في التيلفون المنزلي في الميكرفون تقوم الالكترونيات التماثلية ـ مثل الترانستور أو الصمامات ـ قديما ـ بتحويل الموجات الصوتية الى اشارة كهربائية تمثل تغير شدة الصوت وحدته عن طريق تغير سعة الإشارة الكهربائية وترددها حيث تمثل السعة شدة الصوت ويمثل التردد حدة الصوت

ثانيا ـ النظام الرقمي

في هذه الطريقة تتحول المعلومات الى نبضات كهربية متقطعة ناتجة عن قطع أو توصيل الكهرباء في دوائر

Logic gatesكهربية من نوع معين باستخدام الكترونيات خاصة تعمل بطريقة البوابات المنطقية

مثال
لتبسيط فكرة عمل الدوائر أو البوابات المنطقية

نستخدم دائرة كهربية بسيطة بحيث يمكن بواسطة هذه الدائرة إرسال البيانات على شكل نقط وشرط مثل نظام مورس

عن طريق قفل المفتاح ثم فتحه لمدة زمنية طويلة أو قصيرة وبذلك نحصل على شرطة أو نقطة على الترتيب ثم تترجم هذه النقط والشرط الى حروف

في الطريقة الرقمية للمعلومات يوجد يوجد نوعان فقط من الاشارات في الدائرة

أ ـ لحظةعدم مرور تيار كهربي

ب ـ لحظة مرور تيار كهربائـي

شدة تيار الإشارة لا تكون مرتفعة ولا تكون قريبة جدا من الصفر والنوعان المستخدمان في الطريقة الرقمية يطلق عليهما اسم

Logic 1 & Logic 0

ويمكن الحصول على هاتين الإشارتين بسهولة وبطريقة بسيطة بواسطة فتح أو قفل مفتاح كهربائي ـ ويتضح من ذلك أنه يمكن إرسال المعلومات المعقدة من مكان لآخر بطريقة بسيطة عن طريق فتح أو قفل مفاتيح كهربية في دائرة الارسال
تعتمد الالكترونيات الرقمية على المنطق الرقمي وله نظام من الحساب الجبري الخاص به وهو الجبر المنطقي أو الجبر البوليني نسبة الى العالم الانجليزي جورج بول 1847 م وفي هذا النظام يمكن لأجهزة الحاسب معالجة البيانات بتحويلها الى النظام الثنائي حيث يمثل الرقم ( 1 ) جهد مرتفع بينما يمثل الرقم ( 0 ) جهد منخفض ويمثل كل حرف من حروف الهجاء بعدد ثنائي يمثل أيضا بالرقمين صفر و واحد ويلزم أن يكون هناك أعدادكبيرة من الأرقام تكفي لكل حروف الابجدية فمثلا العدد المكون من خمس أرقام في النظام الثنائي يمثل كهربيا بنظام الشفرة الخماسية

{ 5 bit code } 25 = 32 ------- ( 00000 ) : ( 11111)

أما نظام الشفرة الثمانية للمعلومات

{ 8 bit code } 28 = 256 --------- ( ASCII)

American Standard Code for Information Interchange

بعض العمليات الجبرية الأساسية تبعا للطريقة الجبرية للعالم بول والعملية الأولى

And العملية

AND Logic Function

تحدث هذه العملية عندما يوصل مفتاحان أو أكثر على التوالي فيمر التيار في الدائرة الكهربائية فقط عندما يكون كلا من المفتاحين مقفولين وتكتب في جبر بول كالتالي

In order for the Output of an AND Logical Function to be TRUE: input (A) AND input (B) must both be TRUE. This is Positive Logic. Hint: TRUE is when the switch is closed, applying power to the LED. FALSE is when the switch is open, NOT applying power to the LED)

Using the Same Function --It is also correct to say: If either input (1) OR input (2) (or both) is NOT TRUE the Output Will be FALSE. This is Negative Logic.

ويمكن عمل بوابات منطقية ـ آند ـ في صورة حزم مكونة من

أربع بوابات آتد ذات المدخلين

ثلاث بوابات آند ذات الثلاث مداخل
بوابتان آند ذات الاربعة مداخل

ولهذه الحزمة أربعة عشر طرفا إثنى عشر طرفا للبوابات وطرفان للمصدر الكهربي

العملية

تحدث هذه العملية عند توصيل مفتاحين أو أكثر على التوازي
ويمر التيار في الدوائر الكهربائية عندما يكون المفتاح ـ أ ـ أو المفتاح ـ ب ـ مقفولا أو عندما يكون كل منهما مقفولا وبذلك تسمى العملية الشاملة وتكتب في الجبر البوليني

A + B = F

A or B = F وتقرأ

In order for the Output of an OR Logical Function to be TRUE: either
input (1) OR input (2) (or both) must be TRUE. This is Positive Logic.

Using the Same Function --It is also correct to say: In order for the Output to be FALSE: input (1) AND input (2) must both be FALSE. This is Negative Logic.

</FONT>