Číslicová technika

Název projektu: Nové ICT rozvíjí matematické a odborné kompetence Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0228 Název školy: Střední odborná škola Litovel, Komenského 677 Číslo materiálu: III/2-11-10_Logický obvod Autor: Ing. Janyška Lubomír Tématický okruh: Digitální technika Ročník: II. Datum tvorby: 10.06.2013 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Janyška Lubomír

Logický obvod Činnost moderních digitálních zařízení (počítačů, mikropočítačů, mikrokontrolérů a dalších) je založená na binární-dvojkové soustavě, pracující s pouhými dvěma hodnotami čísel. Pracují tedy s logickými proměnnými, které mohou nabývat pouze dvou hodnot – logická 0 a logická 1, a logickými funkcemi, jejichž vstupem i výsledkem může být rovněž pouze log. 0 nebo log. 1.

Logický obvod Logické proměnné jsou v číslicové technice tedy reprezentovány napěťovými úrovněmi (označovanými jako úroveň L, která odpovídá logické nule, a úroveň H, která odpovídá logické jedničce). Logické funkce se pak tvoří pomocí logických členů, které nazýváme hradla. Z hradel se skládají složitější logické obvody, které tvoří funkční bloky. Ty jsou základem všech digitálních obvodů (např. mikroprocesorů).

Logické obvody jsou obvody, které slouží k realizaci logických funkcí. Logické obvody dělíme podle funkce do dvou základních skupin na kombinační logické obvody a sekvenční logické obvody. U kombinačních logických obvodů závisí stav výstupů pouze na aktuální kombinaci vstupních stavů. Nedochází zde k žádnému paměťovému efektu.

Sekvenční logické obvody . Sekvenční logické obvody obsahují paměťové členy. Dochází k tomu, že stav jejich výstupů závisí nejen na okamžitých hodnotách vstupů, ale též na předchozích stavech obvodu.   Sekvenční logické obvody jsou zpravidla složitější než logické obvody kombinační. SLO je v podstatě sestaven z KLO, který má ve struktuře zavedenou zpětnou vazbu.

Integrované logické obvody K realizaci logických obvodů používáme speciální integrované obvody s předdefinovanými funkcemi. Výrazným způsobem dominují takové, jejichž funkci lze naprogramovat – mikroprocesor. Výkonnost mikroprocesoru ovlivňují nejvíce dvě hlediska - architektura mikroprocesoru a tzv. taktovací frekvence procesoru.

Integrované logické obvody pracují pouze se dvěma logickými signály 0 a 1, které jsou zde reprezentovány definovanými napěťovými úrovněmi. Většinou se používá tzv. pozitivní logika, kdy je log.1 odpovídá vyšší napěťové úrovni než log.0, tedy U(1) > U(0). U logických obvodů označujeme úroveň odpovídající log.1 písmenem H (od slova high – vysoký) a úroveň odpovídající log. 0 písmenem L (od slova low – nízký). Vstupní napětí menší než 0,8V bude vyhodnoceno jako úroveň L, napětí větší než 2V jako úroveň H.

Integrovaný obvod je pak zapouzdřen do (většinou plastového) pouzdra Integrovaný obvod je pak zapouzdřen do (většinou plastového) pouzdra. Některé náročnější součástky (například výkonné mikroprocesory) mají ovšem pouzdra ze speciální keramické hmoty často kombinované s kovovými destičkami kvůli odvodu tepla ze součástky, jiné součástky mají části pouzder skleněné, takže je vidět na vlastní křemíkovou destičku. Ke kontaktům přivařeny miniaturní zlaté nebo měděné drátky, které jsou vyvedeny na vývody (nožičky) IO.

Anotace: Tato prezentace slouží k výuce systémů pro číslicovou techniku. Žáci na základě studia vytváří číslicové el. obvody zaměřené na zabezpečovací systémy. Použité zdroje: Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Janyška Lubomír