ﻣﺪار منطقی چیست؟ شرح کارﺑﺮد و اﻧﻮاع آن
یک مدار منطقی مداری است که در آن ولتاژ ها دارای تعداد محدودی از مقادیر متمایز می باشند. مدار های منطقی دارای مدل های مختلفی از جمله منطق ترکیبی و منطقی متوالی هستند. مدار های منطقی کاربرد های بسیار زیادی دارند و امروزه می توانید آن ها را تقریبا در بسیاری از وسایل الکترونیکی که نیاز به پردازش دارند از رایانه و تلفن همراه گرفته تا ماشین حساب ها مشاهده کنید. در این مقاله قصد داریم به آموزش مدار منطقی بپردازیم و در مورد این نوع از مدار ها بیشتر توضیح دهیم تا به خوبی با آن ها آشنا شوید.
ﻣﺪار منطقی چیست؟
مدار منطقی در واقع مداری است که یک عملکرد را پردازش یا کنترل و عملیات منطقی را بر روی اطلاعات برای پردازش آن ها اجرا می کند. طرز عملکرد مدار های منطقی به این گونه است که این مدار ها از دو مقدار برای یک کمیت فیزیکی معین مانند ولتاژ برای نشان دادن مقادیر بولی true و false یا صفر و یک استفاده می کنند. مدار های منطقی دارای ورودی و خروجی هستند. البته خروجی آن ها وابسته به ورودی آن ها است. در این نوع از نمودار ها اتصال از خروجی یک مدار به ورودی مدار دیگر توسط یک نوک پیکان در انتهای ورودی مدار دوم نمایش داده می شود. درمورد عملکرد مدار منطقی نیز باید گفت که این مدار ها بسیار شبیه به توابع زبان برنامه نویسی هستند. ورودی ها پارمتر های تابع هستند. در حالی که خروجی مدار نیز مقادیر بازگشتی تابع می باشد. یک مدار منطقی می تواند چندین خروجی را نیز در خود جای دهد.
بیشتر بخوانید : مدار مجتمع (IC) به چه معناست؟
معرفی انواع مدار منطقی
1.مدار های منطقی ترکیبی
یک مدار منطقی ترکیبی همیشه از گیت های منطقی دیجیتالی مانند گیت AND، گیت OR، گیت NOT و گیت های یونیورسال تشکیل می شود. تمامی این گیت ها در یک گیت منطقی با هم ترکیب می شوند تا یک مدار سوئیچینگ پیچیده تشکیل شود. در واقع گیت های منطقی بلوک های سازنده مدار های منطقی ترکیبی محسوب می شوند. در یک مدار منطقی ترکیبی، خروجی در هر لحظه از زمان فقط به ورودی فعلی در آن لحظه خاص بستگی دارد. همچنین مدار های ترکیبی هیچ دستگاه حافظه ای ندارند.
رایج ترین نمونه برای یک مدار منطقی ترکیبی رمزگذار ها و رمزگشا ها هستند. یک رمزگشا داده های کد گذاری شده باینری را در ورودی فعلی خود به تعدادی خطوط خروجی مختلف تبدیل می کند. نمونه های دیگر از مدار سوئیچینگ ترکیبی شامل وسایل پرکاربرد مانند جمع کننده های کامل، رمز گذار ها، رمزگشا ها، مالتی پلکسر، مبدل های کد و غیره می شود. استفاده از مدار های ترکیبی منطقی در ریزپردازنده ها و میکروکنترلر ها برای طراحی قطعات سخت افزاری و نرم افزاری کامپیوتر رایج است. به طور کلی یک مدار منطقی ترکیبی به سه بخش عمده توابع حسابی، انتقال داده و مبدل کد تقسیم می شود.
2.مدار های منطقی دیجیتال متوالی
مدار های منطقی دیجیتال متوالی با مدار های منطقی ترکیبی تفاوت زیادی دارند. در مدل های متوالی خروجی دستگاه نه تنها به ورودی های حال حاضر دستگاه، بلکه به ورودی های گذشته نیز وابسته است. یعنی خروجی مدار های منطقی ترکیبی متوالی به ورودی فعلی و همچنین وضعیت فعلی مدار و ورودی های گذشته آن بستگی دارد. بر خلاف مدار های ترکیبی منطقی مدل های متوالی دارای حافظه هایی هستند که خروجی های گذشته را نیز ذخیره می کنند. در واقع مدل های متوالی دارای حافظه نیز هستند. حتی به طور کلی می توان گفت که مدار منطقی دیجیتال متوالی چیزی جز مدار ترکیبی با حافظه ذخیره سازی نیست. این نوع از مدار های منطق دیجیتال با استفاده از ماشین حالت محدود طراحی می شوند. برخی از رایج ترین نمونه های مدار های منطقی متوالی شامل شمارنده ها و فیلپ فلاپ ها است که با استفاده از گیت های منطقی دیجیتال و حافظه ساخته می شوند.
در یک مدار منطقی دیجیتال دو ورودی وجود دارد که توسط مدار های منطق ترکیبی به منظور تولید خروجی های مختلف کار می کنند. خروجی از دستگاه های حافظه به مدار منطقی ترکیبی تغذیه می شود. ورودی ها و خروجی های داخلی بخشی از دستگاه های ثانویه هستند. در این نوع از مدار دستگاه های ورودی ثانویه متغیر های حالتی محسوب می شوند که توسط عناصر ذخیره سازی تولید می شوند؛ اما دستگاه های خروجی ثانویه در واقع نوعی سیستم تحریک برای عناصر ذخیره سازی هستند. یک مدار منطقی دیجیتالی متوالی خود دارای سه بخش عمده به نام های رویداد محور، درایو ساعت و رانده پالس است.
3.مدار های درایور ساعت
این نوع مدار های منطقی از نوع دیجیتال سنکرون محسوب می شوند. جایی که انتقال حالت خروجی تنها زمانی انجام خواهد شد که سیگنال ورودی همراه با پالس های ساعت اعمال شود. به همین دلیل مدار های ترتیبی سنکرون از ورودی های پالسی یا ساعتی استفاده می کنند.
4.مدار های رویداد محور
مدار منطقی رویداد محور نوعی مدار دیجیتال منطقی ناهمزمان است. در این مدار انتقال حالت خروجی انجام می شود، حتی اگر سیگنال های ورودی را همراه با پالس های ساعت اعمال نکنیم. مدار های ناهمزمان از پالس های ورودی به جای سیگنال ساعت استفاده می کنند.
جهت سفارش تولید برد الکترونیکی و واردات قطعات الکترونیک از شرکت رویال صنعت سامانه مشاوره بگیرید.
یک مدار ترتیبی می تواند خروجی پالسی یا خروجی سطحی داشته باشد
- خروجی پالس : خروجی پالس در واقع نوعی خروجی است که برای یک مدت یک پالس ورودی خاص دوام می آورد. اما در برخی موارد می تواند کمتر نیز باشد. برای مدار های متوالی کلاک شده نیز پالس خروجی همان مدت زمان پالس ساعت می باشد.
- خروجی سطح : خروجی های سطح خروجی هایی هستند که با شروع یک پالس ورودی یا پالس ساعت تغییر حالت می دهند و زمان ورودی یا پالس ساعت بعدی در حالت خود ثابت خواهد ماند.
کاربرد مدار های منطقی
استفاده از مدار های منطقی یسیار گسترده است؛ اما برخی از کاربرد های آن عبارت اند از:
- کاربرد در حافظه رایانه ها
- رجیستر ها
- مالتی پلکسر ها
جمع بندی
در فناوری های مدرن می توان به وفور مدار های منطقی را در دستگاه ها و قطعات مختلف مانند واحد های منقی حسابداری، حافظه رایانه ها، مالتی پلکسر ها و رمزگذار ها و رمزگشا ها مشاهده کرد. مدار های منطقی دارای اهمیت بسیار زیادی در دانش رایانه دارد. به همین دلیل در این مقاله در مورد این که مدار منطقی چیست و چه انواعی دارد توضیح دادیم.
سوالات متداول
فیلپ فلاپ مجموعه ای از گیت های منزقی است که برای ذخیره سازی اطلاعات تا سقف یک بیت استفاده می شود.
این جدول شامل اطلاعات کامل در باره وضعت فعلی، وضعیت بعدی و مدار های خروجی یک مدار متوالی است.
سیستم منطقی پالس یا پویا سیستمی است که در آن یک بیت با وجود داشتن یا نداشتن یک پالس تشخیص داده می شود.