كار شماره توانايي عنوان آموزش

Transcript

1 پنجم بخش منطقي گيتهاي و ديجيتال : كلي هدف ديجيتال در پايه مدارهاي عملي و نظري تحليل واحد كار شماره توانايي توانايي عنوان آموزش زمان نظري عملي جمع 22 2 آنها كاربرد و ديجيتال سيستمهاي بررسي توانايي 2 U8 پنجم بخش نهم فصل 24

2 نهم فصل آنها كاربرد و ديجيتال سيستمهاي : كلي هدف ديجيتال در ترتيبي و ترکيبي مدارهاي عملي و نظري تحليل : که میرود انتظار فراگیرنده از فصل این پایان :در رفتاري هاي هدف يكديگر از را آنالوگ و ديجيتال هاي سيستم - دهد. تشخيص شرح را آن سطوح و منطقي يك و صفر مفهوم 2- دهد. منطقيOR AND هاي دروازه نماد 3- رسم را XNOR XOR NOR NAND NOT كند. از استفاده با را منطقي هاي دروازه صحت جدول 4- آورد. دست به ها گيت و توابع طريق از را منطقي هاي گيت صحت جدول 5-. آورد دست به آزمايش دهد. شرح را بولي توابع 6- بنويسد. را ساده منطقي تابع يك بولي عبارت 7- دهد. شرح را بول جبر اساسي اتحادهاي 8-9 -توابعبوليسادهرابهكمكجدولكارنوبهدستآورد. دهد. شرح را وCMOS TTL هاي IC بين فرق - دهد. شرح را باینري و دهدهي اعداد سيستم هاي - شرح را باینري به اعشاري اعداد تبديل روش 2- دهد. )Decoder( گشا رمز تركيبي مدارهاي 3 -عملكرد مالتيپلكسر( ( كننده متمركز ) Encoder( گذار رمز. دهد شرح را پلكسر( دیمالتي ( كننده ومنتشر RS هاي فالپ فليپ ترتيبي مدارهاي عملكرد 4- دهد. شرح را T و D JK دهد. توضيح را تريگر اشميت سي آي كار اصول 5- فليپ پلكسرو مالتي Decoder مدارهاي 6- و ببندد عملي صورت به آزمايش طريق از را فالپها كند. تحليل را آن رفتار توانايي آموزش ساعت 9 شماره جمع عملي نظري 22 2 نهم فصل پنجم بخش 25

3 پيش آزمون )9-( دروازه هاي منطقي - IC ها چه مزايايي نسبت به مدار مجزا دارند 2- يك تقويت كننده عملياتي چه مشخصاتي بايدداشته باشد 6- آي سي 74 چند پايه دارد الف( 6 ب( 8 ج( 4 د( 6 7- چهار مورد از نكات ايمني مربوط به آي سي را بنويسيد. 3 -چگونه ميتوان در يك تقويتكننده عملياتي بهره تقويت را به دل خواه و با دقت تنظيم كرد 8- يك نمونه سيگنال آنالوگ و يك نمونه سيگنال ديجيتالي را رسم كنيد. 4- در شكل زیر بهره ولتاژچه قدر است 9- فرق سيستم هاي آنالوگ و ديجيتال را شرح دهيد. الف( 3 ب( 2 ج ) 6 د /32) 5- با استفاده از چه مداري و چگونه مي توان يك موج مربعي توليد كرد توضيح دهيد. -دروازه منطقي را تعريف كنيد بخش پنجم 26

4 - كدام جدول صحت مربوط به دروازه منطقي AND است الف( ب( 5- سطوح ولتاژ براي نشان دادن صفر و يك منطقي را رسم كنيد. A B F A B F A B F د( A B F ج( 6- مدار كليدي گيت OR و NOT را رسم كنيد. - 7 دروازه منطقي رسم شده در شكل زير را ميتوان از كدام دروازه هاي منطقي پايه تشكيل داد 2- رابطه منطقي خروجي دروازه منطقي XOR كدام است الف( AB AB+ ب( A B + AB ج) A+ B د( A+ B 3- مدار كليدي زير عملكرد كدام گيت را نشان ميدهد 8- براي اين كه نشان دهيم متغير A و متغير B بايكديگر NORشده اند از چه رابطه منطقي استفاده مي كنيم رابطه را بنويسيد. ب( XOR الف( OR د( NOT ج( AND 4- مفهوم صفر و يك منطقي را شرح دهید. 27 بخش پنجم

5 را چپ سمت ستون در شده نوشته منطقي روابط 9- دهيد. اتصال راست سمت ستون در آن منطقي دروازه به Y = A+B Y = A. B Y = A Y = AB+ AB Y = A B Y = A+ B Y = A.B سواالت به ) 9 ( فصل اول قسمت مطالعه از بعد دهيد پاسخ 9-2 آزمون پيش )9-2( آزمون پيش منطقي روابط دوم طرف بول جبر قوانين از استفاده با 2- كنيد. تكميل را زير )الف )ب )ج )د )ه )و )ز )ح )ط )ي )ك )ل A + A + A+ A A+ A A. A. AA AA A(B + C) = A+ B AB + C AB كدام f(a.b) = AB+ AB+ A تابع شده ساده -22 A (B + B) ب( صفر الف( است يك د( AA ج( قوانين كمك به را =F AB+ AB+ A تابع 23- كنيد ساده بول جبر F F F F F كارنو وجدول جبربول F =AB+AB منطقي رابطه به مربوط صحت جدول 2-. كنيد رسم را نهم فصل 28 پنجم بخش

6 24- جدول كارنوي مربوط به رابطه منطقF=AB+AB را به همراه جدول صحت تابع رسم كنيد. بعد از مطالعه قسمت دوم فصل 9 به سواالت پيش آزمون پاسخ دهيد پيش آزمون )9-3( كنيد. سيستمهاي اعداد 25- عدد 95 درمبناي دهدهي را به مبناي باینری تبديل )( 2 را به مبناي دهدهی ( دسيمال( 26- عدد تبديل كنيد. طعم شيرين موفقيت برای اين که طعم شيرين موفقيت را بچشيد بايد نسبت به کاری که انجام می دهيد عالقهمند باشيد و با استفاده از فنون و روش های مربوط به آن کار آن را با مهارت کامل انجام دهيد. 27- در يك عدد باينري كم ارزشترين بيت و با ارزشترين بيت كدام است 28- ارزش مكاني و ضرايب عدد باينري )( را بنويسيد. 29- عدد 5 درمبناي اعشاري را در كد BCD نمايش دهيد. ( 5) = (...) BCD 3- در سيستم اعداد باينري به هر...بيت يك بايت ) Byte )ميگويند. جهت هنرجويان عالقه مند با جستجو در سايت های مرتبط جديدترين توليدات ديجيتالی را شناسايی کنيد و در زمينه ی معرفی مزايا و امکانات اين تجهيزات مطالبی را تهيه کنيد و به کالس ارائه دهيد. 29 بخش پنجم

7 دهيد. بعد از مطالعه قسمت سوم فصل )9( به سواالت پيش آزمون 9-4 پاسخ دهيد پيش آزمون )9-4( مدارهاي تركيبي 3- نام ديگر مدار رمزگشا و عملكرد آن را شرح 35- يك رمزگشا داراي 3 ورودي است. اين رمزگشا حداكثر ( 4 8( خط خروجي دارد. 36- عملكرد مدار ( مالتي پلكسر رمزگشا ) مانند يك كليد چند حالته است. 37- تعداد )ورودي ها خروجي ها ( مدار مالتي پلكسر در هر لحظه فقط يكي است. 38- در مدار دیمالتي پلكسر شكل زير اگر خروجي = D باشد آدرس A وB كدام است 3 ب( = A B = د( = A B = الف( = A B = ج( = A B = پيش آزمون )9-5( انواع فليپ فالپ 39- در فليب فالپ S-R شكل زير حالت غيرمجاز كدام حالت است =S ب( =S الف( R= R= =S د( =S ج( R= R= 32- اگر بخواهيم كلمه اي را در يك سطر معين از حافظه آدرس دهي كنيم از مدار)رمزگشا رمز گذار ( استفاده ميكنيم. توضيح دهيد. 33- مداري كه اطالعات را از حالت دهدهي به باينري تبديل مي كند رمزگشا نام دارد. صحيح غلط 34- هر رمزگشا با 2 ورودي داراي) 2 4( خروجي است و در هر لحظه فقط يكي از )وروديها خروجيها ) فعال است. بخش پنجم 22

8 4- جدول صحت فليپ فالپ J-K را بنويسيد. عيب اين فليپ فالپ را شرح دهيد. 46- نماي بلوكي فليپ فالپ نوع D را رسم كنيد. 4- براي ثبت n بيت اطالعات در حافظه به n سلول حافظه ( فليپ فالپ ) نياز داريم. ( صحيح غلط ) 42- رفتار كدام فليپ فالپ از نوع فليپ فالپT است الف( ب( 47- عملكرد اشميت تريگر را توضيح دهيد. د( ج( 43- جدول صحت فليپ فالپ از نوع D را بنويسيد و كاربرد اين فليپ فالپ را شرح دهيد. 48- نماد گيت اشميت تريگر را رسم كنيد. 44- جدول درستی فليپ فالپ S-R باگيت NAND و فليپ فالپ S-R با گيت NOR را بنویسید. 45- نماي بلوكي فليپ فالپ S-R ساعتي را رسم كنيد. 22 بخش پنجم

9 V A 5.. نكاتايمني فصل) 4 ( VOLTAGE COARSE FINE CURRENT POWER ON OFF - GND + لطفا قبل از شروع آزمايش نكات زير را به خاطر بسپاريد: -در صورت امكان از منبع تغذيهاي استفاده كنيد كه در مقابل اتصال كوتاه محافظت شده باشد. 3 -هنگام جا زدن IC در بردبرد يا درآوردن آن دقت كنيد كه پايه هاي IC كج نشود. در صورت امكان براي درآوردن IC ها از IC كش استفاده كنيد. 4 -برخي از IC در مقابل الكتريسته ساكن حساس هستند و چنانچه پايه هاي آن با دست لمس شود آسيب مي بيند. هنگام كار با اين IC ها دقت كنيد تا به آن ها شوك الكتريكي وارد نشود. 5 -در صورتي كه از سوكت مخصوص آي سي براي برد آماده استفاده كنيد احتمال آسيب رسيدن به آي سي كم تر مي شود.. 2- ICهاي سري SN74XXدرمحدوده ولتاژ 75 4 تا / 5 ولت 25/ كار مي كند. اگر ولتاژ تغذيه اين IC ها از 25 /5 ولت بيشتر شود ممكن است بسوزد.لذا سعي كنيد ولتاژ كار اين نوع IC ها را دقيقا در محدوده 5 ولت قرار دهيد. قابل توجه همكاران ارجمند با توجه به اين كه مدت اختصاص داده شده به كار عملي در اين فصل محدود مي باشد. براي اجراي آزمايش هاي اين فصل بر اساس هر آزمايش در هنرستان ها يك برد مدار چاپي آماده تهيه مي شود و در اختيار هنرجويان قرار مي گيرد لذا هنرجويان بدون بستن تك تك اجزاء مدار مي توانند همه ي آزمايش ها را انجام دهند. بخش پنجم 222

10 آزمون پيش سواالت به ) )9 اول قسمت شروع از قبل. دهيد پاسخ 9- اول قسمت ديجيتال و آنالوگ هاي سيستم 9- در كه شود مي گفته هايي سيستم به آنالوگ هاي سيستم خروجي ديگر عبارت به هستند. پيوسته همواره ها سيگنال آن. است آن ورودي از پيوسته تابعي آنالوگ هاي سيستم عقربه حركت عقربهاي مولتيمتر يك در مثال براي صورت به عقربه يعني است تدريجي و پيوسته صورت به مولتيمتر نمونه يك 9- شكل نميكند. حركت پلهاي مولتيمتر نوع اين در ميدهد. نشان را آنالوگ با عقربهاي و ميكند حركت ورودي الكتريكي كميت با متناسب عقربه باشد. داشته موقعيت بينهايت ميتواند نمونه يك 9-3 شكل در. گويند مي ديجيتال سيستم سيستم شكل از كه طور همان. است شده داده نشان ديجيتال سيگنال صفر به A زمان در سيگنال كه هنگامي شود مي مشاهده ماند مي باقي صفر درحالت چنان هم B زمان تا ميرسد. است شده قطع سيگنال فاصله اين در يعني ناپيوسته يا ديجيتالي سيگنال نمونه يك 9-3 شكل كه دستگاههايي ) نمايشگر) Display صفحهي معموال كميتهاي يا زمان مقدار ميكنند كار ديجیتال سيستم با ميدهند.از نشان واعداد ارقام صورت به را الكتريكي ميتوانساعتديجيتالييامولتيمترديجيتالي دستگاهها اين رانامبرد. دهد. مي نشان را ديجيتالي دستگاه نمونه دو 9-4 شكل در و دارند فراواني كاربردهاي ديجيتالي هاي سيستم امروزه اند. يافته گسترش ها زمينه تمام آنالوگ متر مولتي نمونه يك 9- شكل را آنالوگ يا پيوسته سيگنال نمونه يك 9-2 شكل در. كنيد مي مشاهده پيوسته سيگنال نمونه يك 9-2 شكل دارد وجود نيز ديگري سيستم آنالوگ سيستم بر عالوه نوع اين به شوند. مي وصل و قطع ها سيگنال آن در كه ديجيتالي دستگاه نمونه دو 9-4 شكل ديجيتالي دستگاه هاي توجه داشته باشيد وسيله هر يا آنالوگ هاي دستگاه مانند دارند. محدوديت ديگري نهم فصل پنجم بخش 223

11 داده نشان ديجيتال كاربردهاي اين از بعضي 9-5 شكل در ديجيتالي مدارهاي با اختصار به بحث ادامه در. است شده. شد خواهيد آشنا بسته و باز يا المپ حالت دو اين خواهيم مي اكنون از توانيم مي منظور اين براي كنيم. گذاري نام را كليد بودن حالت در المپ براي low يا خاموش off ماننده هايي واژه واژههاي همچنين. كنيم استفاده باز حالت در كليد يا خاموش كار به روشن حالت در المپ براي را HIGH يا روشن on 9-7. شكل بريم مي ديجيتالي مدارهاي كاربردهاي 9-5 شكل پنجم بخش ديجيتال مدارهاي كار اصول شكل به : منطقي ويك صفر مفهوم 9-2- واگر شود مي روشن المپ باشد بسته k كليد.اگر كنيد توجه المپ براي بنابراين شود. مي خاموش المپ باشد باز k كليد. دارد وجود روشن و خاموش حالت دو 224 يك و صفر مفهوم 9-6 شكل نهم فصل خاموش و روشن حالت در المپ گذاري نام 9-7 شكل از توانيم مي المپ مختلف حالت دو گذاري نام براي : كنيم استفاده نيز ) ) يك (و ) صفر اعداد خاموش حالت در المپ روشن حالت در المپ همچنين و كوتاه خيلي كلمه نظر از يك و صفر چون به و (را ( يك و صفر اعداد رو اين از هستند ساده يك مختلف وضعيت دو نمايش براي نمادهايي عنوان كار به ديگر وضعيتي دو سيستم هر يا كليد المپ ميبرند. نماد عنوان به جا اين در كه يك و صفر كه اين براي نشود اشتباه جبري يك و صفر با شدهاند برده كار به و صفر دنبال به معموال را منطقي يا Logic ي واژه صفر صورت به را اعداد شرايط اين در آورند. مي يك ميخوانند. Logic يا Logic منطقي يك منطقي. ميدهد نشان را منطقي يك و صفر مفهوم 9-8 شكل

12 شكل 9-8 مفهوم صفر و يك منطقي رايانه ماشين حساب ساعت ديجيتالي و ساير دستگاه هاي پيشرفته بر اساس صفر و يك منطقي كارمي كنند. در اين گونه دستگاه ها مفهوم صفر و يك فقط روشن يا خاموش بودن المپ نيست بلكه وجود يا عدم وجود ولتاژ است شكل 9-9. شكل 9- سطوح ولتاژ صفر و يك منطقي اگر سطح ولتاژ بين اعداد /8 تا 2 ولت قرار گيرد نمي توان يقين كرد كه عدد انتخاب شده صفر يا يك منطقي است. هم چنين عوامل مختلف مانند حرارت نيز تاثير گذار خواهد بود. مثال اگر مقدار ولتاژ /5 ولت باشد ممكن است دستگاه آن را صفر منطقي يا يك منطقي بشناسد. از اين رو منطقه /8 تا 2 ولت را منطقه تعريف نشده مي نامند تا دستگاه دچار اشتباه نشود شكل 9-. شكل 9-9 مفهوم صفر و يك منطقي به عبارت ديگر ولتاژ حدود صفر تا /8 ولت را صفر منطقي و ولتاژ حدود 2 تا بین 5 ولت اندکی فاصله ایجاد شود را به عنوان يك منطقي در نظر مي گيرند. در اصطالح عمومي صفر ولت را به عنوان صفر منطقي و 5 ولت را به عنوان يك منطقي مي شناسند. ممكن است سطح ولتاژ يك منطقي در سيستم هاي مختلف با يكديگر تفاوت داشته باشد ولي سطح 5 ولت به عنوان يك منطقي رايج ترين است. شكل 9- سطوح ولتاژ براي صفر منطقي و يك منطقي را نشان مي دهد. شكل 9- منطقه تعريف نشده 9-3 دروازه هاي منطقي پايه دروازه هاي منطقي اساس كار سيستم هاي ديجيتالي را تشكيل مي دهند. يك سيستم ديجيتالي از تعدادي دروازه منطقي ساخته شده است. يك دروازه منطقي در حقيقت يك مدار الكترونيكي است كه با يك يا چند ورودي فقط يك خروجي دارد. شكل 9-2 بلوك يك دروازه منطقي را نشان 225 بخش پنجم

13 مي دهد. شكل 9-2 بلوك يك دروازه منطقي در مدارهاي غير كامپيوتري ساخت دروازه هاي منطقي با استفاده از كليدها شستي ها رله ها امكان پذير است شكل 9-3. يك منطقي قرار مي گيرد. مدار الكتريكي شكل 9-4 را در نظر بگيريد اگر هر دو كليد BوA باز باشند ( در وضعيت صفر منطقي قرار داشته باشند( المپ خاموش است ( المپ به عنوان خروجي در نظر گرفته مي شود ( به عبارت ديگر خروجي در وضعيت صفر منطقي قرار مي گيرد. اگر فقط يكي از دو كليد A يا B بسته باشند ( =A و =B يا =A و =B ) باز هم خروجي در وضعيت صفر قرار مي گيرد. لذا هنگامي خروجي در وضعيت يك منطقي ( المپ روشن ) قرار مي گيرد كه كليد A و كليد B بسته باشند. شكل 9-4 مدار كليدي دروازه منطقي AND در جدول 9- تمامي حالت مختلف باز و بسته بودن كليد مورد بررسي قرار گرفته است. جدول 9- وضعيت نور المپ وضعيت كليد B وضعيت كليد A بخش پنجم شكل 9-3 عناصر مورد استفاده در دروازههاي منطقي به طور خالصه يك دروازه منطقي يك مدار الكتريكي يا الكترونيكي است كه با توجه به حالت هايي كه به ورودي آن داده مي شود ( صفر يا يك منطقي ) خروجي آن نيز در وضعيت صفر يا يك منطقي قرار ميگيرد. بدين ترتيب انواع دروازه هاي منطقي به وجود مي آيد كه به شرح آن ها مي پردازيم دروازه منطقيAND : دروازه منطقي AND دروازهاي است كه اگرهمه ورودي هاي آن در وضعيت يك منطقي قرار گيرند خروجي آن در وضعيت 226 قطع قطع خاموش قطع وصل خاموش وصل قطع خاموش وصل وصل روشن اگر وصل بودن كليد را يك منطقي و قطع بودن كليد را صفر منطقي و روشن بودن المپ را يك منطقي و خاموش بودن آن را صفر منطقي در نظر بگيريم جدول 9- به جدول 9-2 تبديل مي شود. اين جدول را جدول صحت یا درستي گيت AND مي نامند. هر دروازه منطقي يا مدار منطقي يك جدول صحت دارد.

14 9-3-2 دروازه منطقي :OR دروازه منطقي OR دروازه اي است كه اگر حداقل يكي از ورودي هاي آن در وضعيت يك منطقي باشد خروجي آن در وضعيت يك منطقي قرار مي گيرد. شكل 9-7 مدار كليدي دروازه منطقي OR را نشان ميدهد. در شكل 9-7 اگر فقط يكي از دو كليد A يا B يا هر دو در وضعيت يك منطقي)حالت بسته( قرار گيرند خروجي V O (در وضعيت يك منطقي قرار خواهد گرفت. ( جدول 9-2 A B F براي نشان دادن اين مفهوم كه متغير A ومتغير B با يك ديگر AND شده اند از رابطه زير استفاده مي كنيم. F= A.B عالمت AND و ميخوانيم F برابر است با A و B يا AاندB. براي ساده نويسي مي توانيم عالمت نقطه كه در بين متغيرها قرار دارد را حذف كنيم. شكل 9-5 نماد دروازهی منطقی AND و رابطهی ورودی و خروجی آن را نشان مي دهد. شكل 9-5 دروازه منطقي AND يك دروازه منطقي AND مي تواند بيش از دو ورودي داشته باشد. در شكل 9-6 يك دروازه منطقي با سه ورودي همراه با مدار معادل كليدي آن نشان داده شده است. شكل 9-7 مدار كليدي دروازه منطقي OR با دو ورودي برای بررسی عملکرد دروازه منطقي OR با توجه به جدول 9-3 حاالت مختلف باز و بسته بودن كليدها را مورد بررسي قرار ميدهيم..جدول 9-3 وضعيت كليد A وضعيت كليد B وضعيت نور المپ قطع قطع خاموش قطع وصل روشن وصل قطع روشن وصل وصل روشن شكل 9-6 نماد و مدار كليدي دروازه منطقي AND با سه ورودي اگر حالت باز بودن كليد را صفر منطقي حالت بسته بودن كليد را يك منطقي ولتاژ صفر ولت را صفر منطقي و ولتاژ 5 ولت را يك منطقي در نظر بگيريم جدول 9-3 تبديل به جدول 9-4 مي شود. جدول 9-4 جدول صحت دروازه منطقي OR ناميده مي شود. 227 بخش پنجم

15 A جدول 9-4 B F براي اين كه نشان دهيم متغير A يا متغير B با يك ديگر OR شده اند از رابطه زير استفاده ميكنيم. یا F=A+B عالمت OR )نه جمع( مي خوانيم F برابر است با A يا B يا A ا ر B. مقدار F زماني يك است كه A يا B يا هر دو يك باشد. شكل 9-8 -الف نماد دروازه منطقي OR و شكل 9-8 -ب رابطه ورودي و خروجي در دروازه منطقي OR را نشان مي دهد. الف :نماد دروازه منطقي OR ب : رابطه خروجي دروازه منطقي OR شكل 9-9 ب( مدار کلیدی دروازه منطقی OR دروازه منطقي : NOT دروازه منطقي NOT داراي يك ورودي و يك خروجي است. خروجي آن زماني در وضعيت يك منطقي قرار مي گيرد كه ورودي آن در وضعيت صفر منطقي باشد. شكل 9-2 الف نماد دروازه منطقي NOT را نشان مي دهد. براي بررسي عملكرد دروازه منطقي NOT به شكل 9-2- ب توجه كنيد. اگر كليد در وضعيت عادي باشد يعني ورودي صفر منطقي شود المپ روشن مي ماند و چنانچه كليد را تحريك كنيم ( يك منطقي ) المپ خاموش ميشود. شكل 9-8 دروازه منطقي OR يك دروازه منطقي OR مي تواند بيش از دو ورودي داشته باشد. شكل 9-9 الف نماد يك دروازه منطقي OR با چند ورودي و شکل 9-9 ب مدار كليدي آن نشان ميدهد. F الف :نماد دروازه منطقي NOT ب : مدار كليدي دروازه منطقي NOT شكل 9-2 دروازه منطقي NOT در اين مدار نيروي وارد بر كليد حالت يك منطقي و نبود نيرو حالت صفر منطقي است. اين نتايج در جدول 9-5 خالصه شده است. بخش پنجم شكل 9-9 الف( نماد دروازه منطقی با چند ورودی 228

16 9-5 جدول A كليد وضعيت المپ نور وضعيت روشن خاموش عادي شده تحريك نوشت نيز 9-6 جدول صورت به توان مي را 9-5 جدول است. NOT منطقي دروازه صحت جدول 9-6 جدول به OR منطقی هاي دروازه داخلي نقشه 9-2 -ب- شكل سي آي صورت A 9-6 جدول F است ورودي NOT خروجي كه اين دادن نشان براي : كنيم مي استفاده زير رابطه از F= A به AND منطقی هاي دروازه داخلي نقشه 9-2 -ج- شكل سي آي صورت IC درهر است مشخص 9-2 شكل از كه طور همان چنين هم دارد. وجود منطقي دروازه 6 يا 4 حدود تعدادي صفر يا زمين اتصال براي GND پايه يك IC هر براي نظر در ولت 5 تغذيه ولتاژ براي V+ CC پايه يك و ولت. مي شود گرفته. ميخوانند A نات يا ) آنات ( A NOT را A به را NOT و OR AND منطقي هاي دروازه عرضه بازار به و سازند (مي مجتمع مدار ( IC صورت چند و هستند پايه 6 يا 4 معموال ICها اين مي كنند. شامل IC نمونه سه 9-2 شكل. دارد جاي آن در گيت. ميدهد نشان را فوق منطقي دروازههاي تركيبي منطقي دروازههاي 9-4 يكديگر با پايه منطقي هاي دروازه از برخي تركيب با مدارهاي در كه شوند مي ساخته جديدي منطقي هاي دروازه دارند. فراواني كاربرد كامپيوتري و ديجيتالي منطقي دروازه دروازهمنطقيNAND : 9-4- به NOT منطقي هاي دروازه داخلي نقشه الف شكل سي آي صورت دروازه و AND منطقي دروازه دو تركيب از NAND NAND منطقي دروازه در آيد. مي وجود به NOT منطقي نهم فصل پنجم بخش 229

17 خروجي پيداست 9-8 صحت جدول از كه طور همان قرار منطقي يك وضعيت در زماني NAND منطقي دروازه صفر وضعيت در آن هاي ورودي از يكي حداقل كه ميگيرد باشد. منطقي يا OR منطقي دروازه مانند نيز NAND منطقي دروازه 9-23 شكل. باشد داشته ورودي دو از بيش تواند مي AND ميدهد. نشان ورودي سه رابا NAND منطقي دروازه يك ورودي سه با NAND منطقي دروازه 9-23 شكل منطقي دروازه : NOR منطقي دروازه NOT منطقي دروازه و OR منطقي دروازه تركيب از NOR متغيرهاي ابتدا NOR منطقي دروازه در. آيد مي وجود به آمده دست به حاصل سپس و شده OR يكديگر با ورودي منطقي دروازه عملكرد -الف 9-24 شكل. شود مي NOT نشان را NOR منطقي دروازه نماد -ب وشكل NOR دهد. مي به حاصل و شده AND يكديگر با ورودي متغيرهاي ابتدا تركيب الف 9-22 شكل شود. مي NOT آمده دست. دهد مي نشان را NAND منطقي دروازه نشان ب 9-22 شكل در NAND منطقي دروازه نماد است. شده داده NAND منطقي دروازه نماد : ب NAND منطقي دروازه تركيب : الف NAND منطقي دروازه 9-22 شكل يكديگر با متغيرAوB دو دهيم نشان كه اين براي : ميكنيم استفاده زير منطقي رابطه از اند شده NAND F=AB از استفاده با را NAND منطقي دروازه صحت جدول ابتدا منظور اين براي آوريم. دست به توانيم مي 9-7 جدول را آمده دست به حاصل و AND يكديگر با را ها ورودي. ميكنيم NOT 9-7 جدول A B F= AB F =AB NOR منطقي دروازه نماد : ب NOR منطقي دروازه تركيب : الف ورودي دو با NOR منطقي دروازه 9-24 شكل يكديگر با B متغير و A متغير دهيم نشان كه اين براي : كنيم مي استفاده زير منطقي رابطه از اند شده NOR F=A+B با توانيم مي را NOR منطقي دروازه صحت جدول منظور اين براي. آوريم دست به 9-9 جدول از استفاده NOT را حاصل وسپس OR يكديگر با را ها ورودي ابتدا. كنيم مي شكل به تر خالصه صورت به توانيم مي را 9-7 جدول. بنويسيم 9-8 جدول 9-8 جدول A B F =AB پنجم بخش نهم فصل 23

18 به دروازه هاي منطقي تركيبي X-OR و X-NOR مي پردازيم. A جدول 9-9 B F= A+B F =A+B جدول 9-9 را مي توانيم به صورت خالصه تر طبق جدول 9- نشان دهيم. A جدول 9- B F =A+B همان طور كه از جدول 9- پيداست خروجي دروازه منطقي NOR زماني در وضعيت يك منطقي است كه همه ورودي هاي آن در وضعيت صفر منطقي باشند. دروازه منطقي NOR نيز مانند بعضي از دروازه هاي منطقي مي تواند بيش از دو ورودي داشته باشد. شكل 9-25 نماد يك دروازه منطقي با سه ورودي را نشان مي دهد. شكل 9-25 نماد دروازه منطقي NOR با سه ورودي در شكل 9-26 IC هاي مربوط به دروازه هاي منطقي NAND و NOR نشان داده شده اند. اين آي سي ها در بازار به فراواني يافت مي شوند. در قسمت هاي بعدي شكل 9-26 نماي داخلي آي سي هايي با دروازه منطقي NAND وNOR نقشه داخلي آي سي هاي مختلف را مي توانيد از برگه اطالعات آي سي استخراج كنید. با وجود اين كه اطالعات داده شده در Datasheet معموال به زبان انگليسي است بايد بتوانيد اطالعات مورد نياز را استخراج کنيد. براي دسترسي به برگه ی اطالعات آي سي ها به كتاب هاي مربوط يا به سايت هاي اينترنتي مراجعه كنيد. 23 بخش پنجم

19 9-4-4 دروازه منطقي انحصاري NOR يا :XNOR اين دروازه منطقي مانند XOR فقط داراي دو ورودي است و خروجي آن هنگامي در وضعيت يك منطقي قرار ميگيرد كه دو ورودي آن در يك سطح منطقي مشابه باشند ( از يك نوع باشند (. نماد اين دروازه منطقي در شكل 9-29 نشان داده شده است. جدول صحت دروازه منطقي را درجدول 9-2 مشاهده مي كنيد. شكل 9-29 نماد دروازه منطقي XNOR جدول 9-2 A B F =A + B براي اين كه نشان دهيم متغير A ومتغير B با يك ديگر XNOR شده اند از رابطه منطقي زير استفاده مي كنيم : F=A + B F=AB + AB شكل 3-9 دروازه منطقي XNOR را با استفاده از دروازه هاي منطقي پايهاي نشان مي دهد. 9 دروازه 4-3- منطقي OR انحصاري ياXOR : اين دروازه منطقي فقط داراي دو ورودي است و خروجي اين گيت زماني در وضعيت يك منطقي قرار مي گيرد كه دو ورودي آن در سطح منطقي مشابه نباشند. نماد اين دروازه منطقي در شكل 27-9 نشان داده شده است. شكل 27-9 نماد دروازه منطقيXOR جدول صحت دروازه منطقی XOR را در جدول -9 مشاهده مي كنيد. جدول -9 A B F =A + B براي اين كه نشان دهيم متغير A و متغير B با يكديگر XOR شده اند از رابطه منطقي زير استفاده مي كنيم : F=A + B F=AB + AB شكل 9-28 مدار دروازه منطقيXOR را با استفاده ازدروازه هاي منطقي پايه اي نشان مي دهد. شكل 9-28 ساختمان داخلي دروازه منطقي XOR شكل 3-9 ساختمان داخلي دروازه منطقيXNOR بخش پنجم 232

20 ) Totem pole ( در دو نوع معمولي TTL ICهاي وكلكتور باز Collector( ) Open ساخته مي شوند. از نظر نماد و يا شكل پايه هاي IC هيچ فرقي بين اين دو نوع وجود ندارد و معموال به جاي هم نمي توانند بهكار روند. براي مثال IC به شماره 74 شامل 4 دروازه منطقي NAND از نوع معمولي است و IC شماره 743 نيز شامل 4 دروازه منطقي NAND از نوع كلكتور باز است. شكل ظاهري IC ها در شكل 9-32 نشان داده شده است. در شكل 3-9 IC مربوط به دروازه منطقيXOR نشان داده شده است. اين IC در بازار به فراواني يافت ميشود. شكل 3-9 نماي داخلي IC با دروازه منطقيXOR 9 ساختمان 5- داخلي دروازه هاي منطقي همانطور كه در ابتداي اين فصل گفته شد به طوركلي يك دروازه منطقي يك مدار الكترونيكي نسبتا ساده است كه با توجه به سطوح ولتاژ تعريف شده صفر يا يك منطقي كه به ورودي آن اعمال مي كنيم خروجي آن نيز داراي يك سطح ولتاژ تعريف شده صفر يا يك منطقي ميشود. مدار الكترونيكي دروازه هاي منطقي از يك سري قطعات الكترونيك تشكيل ميشود كه مهمترين آنها ترانزيستورها هستند.تقسيم بندي هايي كه مي توان براي دروازههاي منطقي در نظر گرفت به نوع ترانزيستور و آرايش آن ها در مدارهاي الكترونيكي بستگي دارد. بر اين اساس يك سري تقسيم بنديهايي براي دروازههايي منطقي در نظر ميگيرند. دو نوع تقسيم بندي براي دروازههاي منطقي كه در عمل به صورت IC ساخته شده و متداول و حائز اهميت است عبارتند از: TTL هايسري IC9-5- الف- دروازه منطقی NAND از نوع معمولی ب- دروازه منطقی NAND از نوع کلکتور باز شکل 9-32 براي مشخص شدن اين كه دروازه هاي منطقي يك ICاز كدام نوع است بايد به كتاب هاي مرجع براي مثال TTLمراجعه Data Book شود. 233 بخش پنجم (Transistor Transistor Logic) در اين نوع IC ها دروازه هاي منطقي از ترانزيستورهاي معمولي ساخته مي شوند وIC هاي آن با پيش شماره 74 شروع مي شوند. ولتاژ كار اين آي سي ها از 4/75 تا 5/25 ولت است.

21 هنگام تعويض يكICكه شامل دروازه هاي منطقي يا سايرعناصرالكترونيكي است IC جايگزين حتما بايد مشابه IC موجود در مدار باشد. توجه داشته باشيد كه هميشه بايد خروجي دروازههاي منطقي از نوع كلكتور باز را با يك + V CC وصل مقاومت kω به كنيد. از مزاياي دروازه هاي منطقي از نوع كلكتور باز اين است كه ميتوان خروجي آنها را به يكديگر اتصال داد. در اين صورت تمامي خروجي ها از نظر منطقي با يكديگر AND ميشوند. اين نوع AND را AND سيمي مينامند. در صورتي كه در دروازه هاي منطقي معمولي مجاز به اتصال خروجيها به يكديگر نيستيم. در شكل 9-33 مزاياي دروازه هاي منطقي از نوع كلكتور باز نشان داده شده است. توجه داشته باشد كه در مدارهاي شكل 9-33 الف وب با وجود اين كه در شكل ب يك گيت AND را حذف كرديم. خروجي هاي الف و ب مشابه است. به عبارت ديگر در شكل 9-33 ب خروجي دو گيت NAND و OR با هم AND سيمي شدهاند. شكل 9-33 خروجي دروازه هاي منطقي از نوع كلكتور باز را مي توان با يك ديگر AND سيمي كرد. براي گيتهاي تركيبي بايدخروجي هرگيت را مشخص كنيد و در نهايت تابع خروجي نهايي را به دست آوريد. CMOS با تكنولوژي ICهاي در اين نوع ICها دروازه هاي منطقي از ترانزيستورهاي MOSFET ساخته شده اند. در داخل آي سي هاي مكمل ( CMOS ) هر دو نوع MOSFET با كانال P و N وجود دارد. براي تشخيص پايه هاي آي سي بايد از كاتالوگ يا كتاب اطالعات آي سي استفاده كنيد شماره اين نوع IC ها با پيش شماره 4 شروع مي شود. ولتاژ تغذيه اين IC ها درمحدوده 3 تا 5 ولت قرار دارد. در اين ICها ولتاژي را كه به تغذيه IC وصل مي كنيم همان ولتاژ سطح يك منطقي است. توان مصرفي اين ICها نسبت به ICهاي TTL به مراتب كمتر است.در شكل 9-34 يك نمونه ICاز نوع CMOS نشان داده شده است. بخش پنجم 234

22 9-35 درشكل منطقي دروازه عدد 4 شامل IC نمونه يك 9-34 شكل CMOS نوع از NAND )) شماره آزمايش 9-6 آموزشي ساعت :2 اجرا زمان راهنماي از استفاده : آزمايش هاي هدف 9-6- COMS و TTL سري آيسيهاي رديف موردنياز: مواد ابزار قطعاتو تجهيزات ومشخصات نام هاي سي آي راهنماي كتابچه COMS و TTL سري : آزمايش خالصه شرح مقدار تعداد/ يك هركدام از جلد ميكنيم استفاده آزمايشها براي كه سيهايي آي اغلب سري 74 به سيها آي اين هستند. معمولي TTL نوع از 74 با ها آن سريال شماره چپ سمت رقم دو زيرا مشهورند. ميشود شروع حرف 9 تعداد حداكثر معموال سي آي شمارهگذاري براي دستهبندي. دارد را خاصي مفهوم يك هر كه ميآيد عدد يا سپس عدد دو ابتدا كه است ترتيب اين به حروف و اعداد حرف دو يا يك نهايت در و عدد سه ادامه در و حرف دو. گيرد مي قرار يك گذاري شماره به مربوط مشخصات 9-35 درشكل. است شده داده نشان سي آي نمونه مشخص را بندي بسته نوع انتهايي حرف دو يا يك : دارد زير شرح به مفهومي كه كند مي سراميكي پالستيكي مسطح سراميكي J N W DIP DIP در را گيرد مي قرار 74 شماره از بعد كه حروفي مفهوم. ايم آورده 9-3 جدول 9-3 جدول H4 استاندارد نوع سريع حروف بدون H)High-speed( 74L4 مصرف كم L )Low Power( 74S4 شاتكي S )Schottky( 74LS4 شاتكي مصرف كم LS )Low Power Schottky( 74AS4 شاتكي شده اصالح AS )Advanced Schottky ( 74ALS4 شاتكي مصرف كم شده اصالح مهم: نکته ALS )Advanced Low Power Schottky( نهم فصل پنجم بخش 235

23

24 ( level ) low چندولت است است سوال 5- شماره پايهي مربوط +Vcc و GND كدام سوال - جريان خروجي درسطح ولتاژ كم ( level )low چند ميلي آمپر است با توجه به قسمتي از برگه اطالعات كه در شكل 9-37 آمده است به سوال زير پاسخ دهيد. با توجه به قسمتي از برگه اطالعات که در شكل الف و ب آمده است به سوال هاي زير پاسخ دهيد. شكل الف قسمتي از برگه اطالعات آي سي Absolute Maximum Ratings Supply Voltage 7V Input Voltage 7V Operating Free Air Temperature Range C to +7 C Storage Temperature Range 65 C to +5 C Recommended Operating Conditions Symbol Parameter Max Units V CC Supply Voltage 5.25 V V IH High Level Input Voltage 2 V V IL Low Level Input Voltage.8 V I OH High Level Output Current αα ma I OL Low Level Output Current 8 ma Free Air Operating Temperature 7 C T A Physical Dimenssions inches (millimeteres) unless otherwise noted ( ).9 (2.286) PIN NO. IDENT.25±. (6.35±.254) 237 بخش پنجم شكل 9-37 Page 77 Datasheet 6-2 سوال 6- مقدار ماكزيمم ولتاژ تغذيه آي سي چند ولت است سوال 7- درجه حرارت كار آي سي در چه محدودهاي قرار دارد سوال 8- درجه حرارت ذخيره سازی آي سي در چه محدوده اي قرار دارد سوال 9- ولتاژ ورودي در حالت سطح ولتاژ كم شكل ب قسمتي از برگه اطالعات آي سي.92.3 MAX (2.337) DIA (.762) DEPTH

25 سوال - شماره فني آي سي را بنويسيد. سوال 2- از شماره فني آي سي چه اطالعاتي قابل دسترسي است توضيح دهيد. سوال 3- در داخل آي سي چند گيت وجود دارد گيت ها از چه نوعي هستند سوال 4- آي سي چند پايه دارد سوال 5- شماره پايه ي تغذيه +Vcc و زمين آي سي كدام است شماره پايه هاي خروجي و ورودي دو عدد از گيت ها را مشخص كنيد. سوال 9- پايه تغذيه +Vcc و زمين )GND( آي سي را بنويسيد. سوال 2- مقدار ولتاژ تغذيه آي سي چند ولت است سوال 2- معادل اين آي سي را در نوع TTL و نوع CMOS مشخص كنيد. با مراجعه به سايت ALLDATASHEET.COM مشخصات دو نمونه آي سي را پيدا كنيد كه درآن ها گيتهاي OR و AND باشد. نمونه ديگري از قسمتي از برگه اطالعات مربوط به يك نمونه آي سي كه از كتاب اطالعات book( )CMOS cook استخراج شده است را در شكل 9-39 مالحظه ميكنيد با توجه به اين برگه اطالعات به سواالت پاسخ دهيد نتايج آزمايش نتايج حاصل از آزمايش را به طور خالصه در چند سطر بنويسيد. 49 بخش پنجم Device is functionally equivalent to the 744 (TTL) and 74C4 (CMOS) devices. 238 شكل 9-39 سوال 6- شماره فني آي سي را بنويسيد. سوال 7- داخل آي سي چند گيت و جود دارد سوال 8- نوع گيت را بنويسيد.