วันอาทิตย์ที่ 20 ธันวาคม พ.ศ. 2552

สัปดาห์ที่ 6 วงจรดิจิตอล

วงจรดิจิตอล
การทำงานของวงจรดิจิตอลเป็นการทำงาน แบบตรรกศาสตร์กล่าวคือเป็นการทำงานที่อาศัยการ
เปรียบเทียบค่า “จริง” หรือ “เท็จ” ซึ่งเป็นรูปแบบการ คิดในลักษณะแสดงสถานะ 2 สถานะ สำหรับการ
ทำงานของวงจรดิจิตอลจะใช้สัญญาณการควบคุมที่ แบ่งด้วยระดับแรงดันไฟฟ้า 2 ระดับเรียกว่าลอจิกต่ำ
หรือ “0” และลอจิกสูงหรือ “1”
ระดับแรงดันที่ใช้แบ่งสถานะทางลอจิกสำหรับ วงจรดิจิตอลจะแบ่งตามกลุ่มชนิดของอุปกรณ์ได้ 2
กลุ่มคือทีทีแอล(TTL) และซีมอส(CMOS) ดังนี้


5 โวลท์ (เท่ากับระดับไฟเลี้ยงที่ป้อนให้วงจรดิจิตอล) โดยกำหนดให้ระดับแรงดันที่มีค่ามากกว่า 2 โวลท์ขึ้น
ไปเป็น “1” (ลอจิกสูง) และระดับแรงดันที่น้อยกว่า 0.8 โวลท์เป็น “0” (ลอจิกต่ำ) กลุ่มซีมอสเป็นกลุ่มอุปกรณ์ที่มีลักษณะพิเศษ คือระดับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้เลี้ยงวงจรจะมีค่าเป็นช่วงตั้ง แต่ 3 โวลท์ถึง 18 โวลท์ ดังนั้นการกำหนดค่า สถานะลอจิกจึงขึ้นกับแรงดันไฟเลี้ยง โดยกำหนดให้ ระดับแรงดันที่มีค่าน้อยกว่า 1/3 ของแรงดนั ไฟเล้ยี งมี สถานเป็น “0” และระดับแรงดันที่มีค่ามากกว่า 2/3 ของแรงดันไฟเลี้ยงมีสถานเป็น “1”
รูปที่ 4.1 ระดับแรงดันของสถานะในวงจรดิจิตอล ในรูปที่ 4.2 แสดงรูปร่างทั่วไปของอุปกรณ์
ดิจิตอลที่เรียกว่าไอซี (IC : Integrated Circuit) ซึ่งมีใช้ งานหลักๆอยู่ 2 กลุ่มใหญ่คือ
1. กลุ่มไอซีตระกูลทีทีแอล เป็นไอซีที่ใช้ ระดับสัญญาณแบบทีทีแอล โดยทั่วไป เบอร์ของไอซีมักขึ้นต้นด้วย 74xx หรือ 74LSxx (LS : Low speed)
2. กลุ่มไอซีตระกูลซีมอส เป็นไอซีที่ใช้ ระดับสัญญาณแบบซีมอส โดยทั่วไป เบอร์ของไอซีมักขึ้นต้นด้วย 40xx หรือ 54xx หรือ 74HCxx (HC : High speed CMOS)
ระบบตัวเลข ระบบตัวเลขหรือเลขฐานที่นิยมใช้ในงาน
ดิจิตอลมีด้วยกัน 4 ระบบเลขฐานคือ
1. ระบบเลขฐานสอง (Binary Number System) มีตัวเลขในระบบคือ 0 และ 1
2. ระบบเลขฐาน 8 (Octal Number System) มีตัวเลขในระบบคือ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 และ 7
3. ระบบเลขฐานสิบ (Decimal Number System) มีตัวเลขในระบบคือเลข 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 และ 9
4. ระบบเลขฐานสิบหก (Hexadecimal Number System) มีตัวเลขในระบบคือ เลข 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E และ F ดังที่ได้กล่าวมาแล้วว่าวงจรดิจิตอลเป็นวงจร ที่ทำงานโดยอาศัยสถานะลอจิก 2 สถานะคือสถานะ ลอจิก “0” หรือลอจิก “1” ซึ่งเปรียบได้กับระบบเลขฐาน สองที่มีตัวเลขเพียงสองตัวคือ 0 และ 1 ดังนั้นระบบตัว เลขจึงเข้ามาเกี่ยวข้องกับวงจรดิจิตอลอย่างหลีกเลี่ยง

วันอาทิตย์ที่ 13 ธันวาคม พ.ศ. 2552

สัปดาห์ที่ 5 GATE

แอนด์เกต ( AND gate)
แอนด์เกต ( AND gate) นี่นะครับ เป็นเกตที่มีอินพุตตั้งแต่สองอินพุตขึ้นไป เอาท์พุตของแอนด์เกตจะเป็น " 1" ถ้า อินพุตทั้งหมดเป็น " 1" ถ้ามีอินพุตใดอินพุตหนึ่งเป็น " 0" เอาท์พุตก็จะเป็น " 0" ตามไปด้วยครับ



สัญลักษณ์ของ แอนด์เกต



ตารางความจริงของแอนด์เกต


ออร์เกต ( OR gate)
ออร์เกต ( OR gate) นี่นะครับ เป็นเกตที่มีอินพุตตั้งแต่สองอินพุตขึ้นไป เอาท์พุตของแอนด์เกตจะเป็น " 1" ถ้า อินพุตหนึ่งอินพุทใดหรือทั้งสองมีระดับลอจิก เป็น " 1" แต่ถ้าอินพุตทั้งสองเป็น " 0" เอาท์พุตก็จะเป็น " 0" ด้วยครับ



สัญลักษณ์ของ ออร์เกต



ตารางความจริงของออร์เกต

น๊อตเกต ( NOT gate )
น๊อตเกต ( NOT gate) เป็นเกตที่มีอินพุตเพียงอันเดียว ดังรูปสัญญลักษณ์ที่แสดงข้างล่างนี้ครับ




สัญลักษณ์ของ น๊อตเกตอินพุตของ น๊อตเกต จะมีค่าลอจิกตรงกันข้าม ( inverted ) กับทางเอาท์พุตครับ ถ้าให้อินพุตมีค่าลอจิกเป็น " 1" เอาท์พุตก็จะมีค่าลอจิกเป็น " 0" แต่ถ้าให้อินพุตมีค่าลอจิกเป็น " 0" ค่าลอจิกทางเอาท์พุตก็จะเป็น " 1"
อ่านว่า " NOT A" หรือ complement ของ .
แนนด์เกต
แนนด์เกต นี่นะครับก็เป็นลอจิกเกตอีกชนิดหนึ่งที่มีโครงสร้างร่วมกันระหว่าง น๊อตเกต และแอนด์เกต


สัญลักษณ์ของ แนนด์เกต




ตารางความจริงของแนนด์เกต

นอร์เกต
นอร์เกต เป็นลอจิกเกตอีกชนิดหนึ่งที่มีโครงสร้างร่วมกันระหว่าง น๊อตเกต และออร์เกต

สัญลักษณ์ของ แนนด์เกต



ตารางความจริงของนอร์เกต

เอกซ์คลูซีฟออร์เกต



สัญลักษณ์ของ เอกซ์คลูซีฟออร์เกต



ตารางความจริงของเอกซ์คลูซีฟออร์เกต


เอกซ์คลูซีฟนอร์เกต


















วันพุธที่ 9 ธันวาคม พ.ศ. 2552

สัปดาห์ที่ 4 ระบบเลขฐาน





ระบบตัวเลขที่เรารู้จักกันมากที่สุด คือตัวเลข 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 รวม 10 ตัว ซึ่งตัวเลขทั้ง 10 ตัวนี้ เราใช้เป็นเครื่องมือหลักในการนับจำนวนทั้งหลายตามความต้องการ เราจึงกำหนดฐานของระบบตัวเลขนี้ว่า เลขฐานสิบ (Decimal number) เพราะมีสัญลักษณ์ ที่ใช้แทนค่าตัวเลขจำนวนต่าง ๆ นั้นมีอยู่ 10 ตัวไม่ซ้ำกัน แต่ละแบบมีเพียง 1 ตำแหน่ง ดังนั้นต่า ของตัวเลขที่มีค่ามากกว่า 9 ขึ้นไป ก็จะเป็นจำนวนตัวเลขที่เกิดจากการนำตัวเลข 10 ตัวดังกล่าว มาเรียงประกอบกันขึ้น
ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีสมัยใหม่ได้ถูกพัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็ว เครื่องคำนวณสมองกล หรือ COMPUTER ก็ถูกพัฒนาขึ้น หลักการทำงานของเครื่อง COMPUTER คืออาศัยการไหล หรือหยุดไหลของสัญญษนในช่วงจังหวะเวาต่างๆกัน เหมือนกับการปิดเปิดสวิทซ์นั่นเอง การทำงาน ของเครื่อง COMPUTER ในแต่ละส่วนจึงเป็นแบบ 2 จังหวะตลอดเวลา ด้วยเหตุนี้เองค่าในเลขฐานสอง (Binaly number) จึงแทรกเข้ามามีบทบาทบ้าง เพราะมันมีค่า 0 กับ 1 ซึ่งสมมูลย์กับค่าปิดเปิดของสวิทซ์ นอกจากเลขฐานสองแล้ว เรายังมีเลขฐานแปด (Octal number) และเลขฐานสิบหก (Hexadecimal number) อีกด้วย เพราะสะดวกในการนำไปใช้ตรวจการทำงานของเครื่อง COMPUTER ในแต่ละขั้นตอนเป็นอันมาก



ระบบตัวเลข (Number systems)
ระบบตัวเลขแต่ละระบบจะมีจำนวนตัวเลขที่ใช้เหมือนกับชื่อของระบบตัวเลขนั้น และมีฐาน(Base) ของจำนวนเลขตามชื่อของมันด้วย เช่น
ระบบเลขฐานสอง (Binaly number systems) ประกอบด้วยเลข 2 ตัว คือ 0,1
ระบบเลขฐานแปด (Octal number systems) ประกอบด้วยเลข 8 ตัว คือ 0,1,2,3,4,5,6,7
ระบบเลขฐานสิบ ( Decimal number systems) ประกอบด้วยเลข 10 ตัวคือ 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
ระบบเลขฐานสิบหก (Hexadecimal number systems) ประกอบด้วยเลข 16 ตัว คือ 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F (เมื่อ A=10,B=11,C=12,D=13,E=14,F=15)