Układ cyfrowy: Różnice pomiędzy wersjami
[wersja nieprzejrzana] | [wersja przejrzana] |
Nie podano opisu zmian Znaczniki: Z urządzenia mobilnego Z wersji mobilnej (przeglądarkowej) |
Wycofano ostatnią zmianę treści (wprowadzoną przez 188.146.134.193) i przywrócono wersję 45635112 autorstwa Ented |
||
Linia 1: | Linia 1: | ||
{{Inne znaczenia|elektroniki|[[Układ dyskretny|artykuł z zakresu teorii sterowania]]}} |
{{Inne znaczenia|elektroniki|[[Układ dyskretny|artykuł z zakresu teorii sterowania]]}} |
||
'''Układy cyfrowe''' – rodzaj [[układ elektroniczny|układów elektronicznych]], w których [[sygnał]]y [[Napięcie elektryczne|napięciowe]] przyjmują tylko określoną liczbę poziomów, którym przypisywane są wartości liczbowe. Najczęściej (choć nie zawsze) liczba poziomów napięć jest równa dwa, a poziomom przypisywane są cyfry 0 i |
'''Układy cyfrowe''' – rodzaj [[układ elektroniczny|układów elektronicznych]], w których [[sygnał]]y [[Napięcie elektryczne|napięciowe]] przyjmują tylko określoną liczbę poziomów, którym przypisywane są wartości liczbowe. Najczęściej (choć nie zawsze) liczba poziomów napięć jest równa dwa, a poziomom przypisywane są cyfry 0 i 1, wówczas układy cyfrowe realizują operacje zgodnie z [[Algebra Boole'a|algebrą Boole'a]] i z tego powodu nazywane są też '''układami logicznymi'''. Obecnie układy cyfrowe budowane są w oparciu o [[bramka logiczna|bramki logiczne]] realizujące elementarne operacje znane z algebry Boole'a: iloczyn logiczny ([[Koniunkcja (logika)|AND]], [[Dysjunkcja (logika)|NAND]]), sumę logiczną ([[alternatywa|OR]], [[Binegacja|NOR]]), negację [[negacja|NOT]], różnicę symetryczną ([[Alternatywa wykluczająca|XOR]]) itp. Ze względu na stopień skomplikowania współczesnych układów cyfrowych wykonuje się je w postaci [[układ scalony|układów scalonych]]. |
||
Zalety układów cyfrowych: |
Zalety układów cyfrowych: |
Wersja z 08:03, 14 sie 2016
Układy cyfrowe – rodzaj układów elektronicznych, w których sygnały napięciowe przyjmują tylko określoną liczbę poziomów, którym przypisywane są wartości liczbowe. Najczęściej (choć nie zawsze) liczba poziomów napięć jest równa dwa, a poziomom przypisywane są cyfry 0 i 1, wówczas układy cyfrowe realizują operacje zgodnie z algebrą Boole'a i z tego powodu nazywane są też układami logicznymi. Obecnie układy cyfrowe budowane są w oparciu o bramki logiczne realizujące elementarne operacje znane z algebry Boole'a: iloczyn logiczny (AND, NAND), sumę logiczną (OR, NOR), negację NOT, różnicę symetryczną (XOR) itp. Ze względu na stopień skomplikowania współczesnych układów cyfrowych wykonuje się je w postaci układów scalonych.
Zalety układów cyfrowych:
- Możliwość bezstratnego kodowania i przesyłania informacji.
- Uproszczony zapis i przechowywanie informacji cyfrowej.
- Mniejsza wrażliwość na zakłócenia elektryczne.
- Możliwość tworzenia układów programowalnych, których działanie określa program komputerowy (patrz: mikroprocesor, koprocesor).
Wady układów cyfrowych:
- Skomplikowanie zarówno na poziomie elektrycznym, jak i logicznym; obecnie ich projektowanie wspomagają komputery (patrz: język opisu sprzętu).
- Mimo większej odporności na zakłócenia, wykrywanie przekłamań stanów logicznych, np. pojawienie się wartości 0 zamiast spodziewanej 1, wymaga dodatkowych zabezpieczeń (patrz: kod korekcyjny) choć nie zawsze jest możliwe wykrycie błędu; jeszcze większy problem stanowi ewentualne odtworzenie oryginalnej informacji.
Klasyfikacja układów cyfrowych
Ze względu na sposób przetwarzania informacji rozróżnia się dwie główne klasy układów logicznych:
- Układy kombinacyjne – układy „bez pamięci”, w których sygnały wyjściowe są zawsze takie same dla określonych sygnałów wejściowych;
- Układy sekwencyjne – układy „z pamięcią”, w których stan wyjść zależy nie tylko od aktualnego stanu wejść, ale również od stanów poprzednich.
Ze względu na technologie w jakiej wykonano bramki logiczne:
- bipolarne:
- unipolarne:
Ostatnimi laty bardzo popularne stały się programowalne układy cyfrowe. W odróżnieniu od programowalnych mikroprocesorów, w tym przypadku programowana jest fizyczna struktura układu oparta na:
Ograniczenia techniczne
Ze względu na różne czynniki, takie jak wahania napięcia zasilającego, zakłócenia zewnętrzne, rozrzut parametrów itp., sygnały przetwarzane w układach cyfrowych nie mają ściśle określonych wartości, stąd też liczby przypisuje się nie wartościom napięć, ale przedziałom napięć.
W układach logicznych, gdzie są zdefiniowane tylko dwie wartości liczbowe, rozróżnia się dwa przedziały napięć: wysoki (ozn. H, z ang. high) i niski (ozn. L, z ang. low); pomiędzy nimi jest przerwa, dla której nie określa się wartości liczbowej – jeśli napięcie przyjmie wartość z tego przedziału, to stan logiczny układu jest nieokreślony.
Jeśli do napięć wysokich zostanie przyporządkowana logiczna jedynka, a do niskich logiczne zero, wówczas mówi się, że układ pracuje w logice dodatniej (inaczej zwanej pozytywną), w przeciwnym razie mamy do czynienia z logiką ujemną (lub negatywną).
Zobacz też
- język opisu sprzętu (HDL)