دانلود pdf مدار منطقی کمیاب و عالی

در بررسی و تحلیل سیستم های دیجیتالی، مدار منطقی نقش محوری ایفا می‌کند که درک آن برای طراحی کامپیوترها و سایر سیستم های الکترونیکی ضروری است. این مسیر مطالعاتی ابتدا با مبانی کامپیوترها و سیستم های دیجیتالی آغاز می‌شود و به تشریح نمودار بلوکی یک کامپیوتر دیجیتال می‌پردازد. مبنای پردازش در این سیستم‌ها، اعداد دودویی هستند که در ادامه با جدول اعداد با مبناهای متفاوت، نحوه تبدیل مبنای اعداد، و بررسی اعداد مبنای هشت و شانزده به تفکیک ارائه می‌گردند.

مکمل یک تابع و حالات متعارف و استاندارد توابع بول، شامل مجموع مینترم ها و ضرب ماکسترم ها، بخش دیگری از مباحث را تشکیل می‌دهند. این بخش به تفصیل به نحوه تبدیل فرم های متعارف به یکدیگر و همچنین تعریف فرم های استاندارد می‌پردازد که برای نمایش و ساده سازی توابع بول کاربرد دارند.

گیت های منطقی دیجیتال به عنوان اجزای سازنده اصلی مدارهای دیجیتال معرفی می‌شوند. این بخش شامل توضیح گسترش ورودی گیت ها و مفهوم منطق مثبت و منفی است که در پیاده سازی عملی مدارهای دیجیتال اهمیت زیادی دارد.

ساده سازی توابع بول با استفاده از نقشه کارنو برای دو، سه، چهار و حتی پنج متغیر، یکی از روش های کلیدی در طراحی بهینه مدارهای منطقی است. انتخاب های اولیه در نقشه های کارنو نیز برای رسیدن به ساده ترین فرم توابع، مورد توجه قرار می‌گیرند.

ساده سازی و پیاده سازی توابع بول، از مباحث بنیادین در طراحی مدار منطقی است که با استفاده از ضرب حاصل جمع ها نیز قابل انجام است. پیاده سازی به وسیله گیت های نند (NAND) و نور (NOR) به همراه سایر پیاده سازی های دو طبقه و ترکیبات مفید گیت ها نیز شرح داده می‌شوند. این بخش با ارائه خلاصه مطلب و مثال، پرداختن به حالات بی اهمیت و معرفی روش جدول بندی (کوئین – مک کلاسکی) و روش پیدا کردن عبارات اصلی به اتمام می‌رسد که همگی ابزارهای قدرتمند ساده سازی هستند.

بحث از مدار منطقی با پرداختن به مدارهای منطقی ترکیبی ادامه می‌یابد که شامل مدار مبدل کد دودویی به گری، مدارهای مقایسه کننده و مدارهای تولید توازن و تشخیص است. این مدارها وظایف خاص و معینی را بر اساس ورودی های خود انجام می‌دهند.

در ادامه به بررسی مدارهای جمع کننده و تفریق کننده می‌پردازیم؛ از جمله جمع کننده کامل دو بیتی، مدار تفریق کننده، و طراحی مدار جمع کننده/تفریق کننده دو بیتی با روش مکمل دو. همچنین، مدار جمع کننده بی سی دی (BCD)، مدارهای رمزگشا (دیکودر) و مدارهای رمزگذار (انکودر)، از جمله رمزگذار اولویت پذیر، به تفصیل مورد بحث قرار می‌گیرند.

مدارهای ترکیبی دیگری مانند مالتی پلکسر (گزینشگر) و دی مالتی پلکسر (توزیع گر) نیز معرفی می‌شوند. همچنین، به مدارهای برنامه ریزی و قطعات قابل برنامه ریزی نظیر (PLA, ROM, PLD) اشاره می‌شود که امکان انعطاف پذیری بالایی را در طراحی فراهم می‌آورند.

در ادامه مسیر فهم مدار منطقی، به مدارهای ترتیبی می‌رسیم که دارای حافظه بوده و حالت قبلی آن‌ها بر خروجی فعلی تأثیر می‌گذارد. در این بخش، فلیپ فلاپ آر اس (RS) به همراه جدول صحت آن برای ساختار نور، فلیپ فلاپ با کلاک (پالس ساعت) و توسعه آن، و کاربردهای آن در طراحی مدارهای ترتیبی به خصوص در شمارنده ها تشریح می‌شود. فلیپ فلاپ جی کی (JK-FF)، ثبات ها (رجیسترها)، ثبات های شیفت و طراحی آن‌ها نیز از مباحث مهم این بخش هستند.

این مباحث با بررسی شمارنده ها، از جمله شمارنده ناهمزمان (آسنکرون)، شمارنده همزمان (سنکرون)، و شمارنده های خاص نظیر شمارنده هانسون، کامل می‌شوند. طراحی این دسته از مدار منطقی نیازمند درک عمیق‌تری از نمودار حالت، جدول تحریک فلیپ فلاپ ها و مراحل طراحی مدارهای ترتیبی است که به طور کامل مورد بررسی قرار می‌گیرد.