Pobierz cały dokument Rozmiar 198 KB

elektryczna implementacja systemu binarnego

Implementacja

/ implementation /

Wdrożenie, wprowadzenie w życie. 

Praktyczna realizacja zadania przy 

zastosowaniu konkretnych narzędzi i 

rozwiązań technicznych. W 

szczególności: stworzenie programu 

komputerowego realizującego 

postawione zadanie. 

 

Przez układy cyfrowe rozumiemy układy, w których w 
każdej chwili występują tylko dwa (zwykle) możliwe stany, 
np. tranzystor, jako element układu cyfrowego, może być 
albo w stanie nasycenia, albo w stanie nieprzewodzenia. Z 
możliwości opisu stanów jako poziomów napięcia lub 
poziomów prądu zwykle wybiera się to pierwsze 
rozwiązanie. Mówi się wtedy o poziomie napięcia 
odpowiadającym stanowi wysokiemu (1), oznaczanemu 
symbolem H (ang. high), oraz o poziomie napięcia 
odpowiadającym stanowi niskiemu (0), oznaczanemu 
symbolem L (ang. low). Te dwa stany mogą reprezentować 
wiele różnych "bitów" (cyfr dwójkowych) informacji, jak na 
przykład: jeden bit liczby,czy przełącznik jest otwarty czy 
zamknięty? czy sygnał jest obecny czy nieobecny? czy 
pewien sygnał analogowy jest powyżej czy poniżej pewnego 
ustalonego poziomu? czy zaszło już pewne wydarzenie czy 
nie? czy pewna akcja powinna być podjęta czy nie? itd.

Elektryczna implementacja systemu 
binarnego 

W dziedzinie układów cyfrowych dopuszcza się, aby stanom: 
wysokiemu 
i niskiemu odpowiadały zakresy wartości napięcia, a nie 
pojedyncze poziomy napięć. Na przykład, dla szybkich układów 
CMOS , napięcia wejściowe 
o wartościach między 0 V a 1,5 V są interpretowane jako stan 
niski, natomiast napięcia o wartościach między 3,5 V a 5 V, 
gdzie +5 V jest wartością napięcia zasilania - jako stan wysoki. 
Stany: niski i wysoki na wyjściach układów CMOS są 
reprezentowane odpowiednio przez zakresy napięć 0 V do kilku 
dziesiątych wolta oraz od wartości napięcia zasilania do 
wartości tego napięcia pomniejszonego o kilka dziesiątych 
wolta. Takie określenie stanów logicznych uwzględnia rozrzuty 
produkcyjne, wrażliwość układów na temperaturę, obciążenie, 
napięcia zasilania itp. oraz obecność "szumu", tj. rozmaitych 
śmieci nakładających się na sygnał podczas jego wędrówki 
przez układ (powstających na skutek sprzężeń 
pojemnościowych, przenikania zakłóceń zewnętrznych itp.). 
Układ otrzymujący sygnał decyduje, czy reprezentuje on stan 
wysoki czy stan niski i odpowiednio reaguje. Dopóki szum nie 
zamienia jedynki na zero lub odwrotnie, wszystko jest w 
porządku. Jakiekolwiek zakłócenie jest eliminowane w każdym 
stopniu układu, ponieważ odtwarzane są "czyste" sygnały 0 i 1.

Zakresy napięć stanów H 

i L

Bramki logiczne

Sygnały elektryczne, takie jak napięcie, istnieją w 

systemach cyfrowych w jednej z dwóch rozróżnialnych 

wartości: poziom niski L (ang. Low) oraz poziom wysoki H (ang. 

High). Przypisanie wartości dwójkowych 0 i 1 tym poziomom 

jest dowolne. W praktyce zamiast poziomów określa się dwa 

pola tolerancji, wewnątrz których powinien znajdować się 

poziom sygnału reprezentującego logiczne 0 i 1 

Pola tolerancji napięcia w logice pozytywnej (poziom niższy 

reprezentuje 0, zaś poziom wyższy 1).