Číslicová technika - 1 - Úvod

Úvod

V tomto seriálu bych vás chtěl seznámit se základy číslicové techniky. Chtěl bych vás naučit myslet jako mikroprocesor (v jedničkách a nulách), ukázat vám, jak se vytvářejí logické obvody, jak se počítá s Booleovou algebrou, jak fungují mikroprocesory, jak se tvoří logické funkce, jak fungují kombinační logické obvody, sekvenční a paměťové obvody. Samozřejmě nesmím zapomenout na číselné soustavy a na práci s nimi. A mnoho dalších zajímavých věcí. A to nejen teoreticky, ale i v praxi. Praktické používání obvodů nás čeká až po několika lekcích, které se zabývají čistě teorií, ale až se přes tuto teorii dostaneme, čekají nás různá zapojení. Budeme pracovat s registry, čítači, děliči, ale i s kombinačními obvody. Nemalou kapitolu bude tvořit i používání komparátorů, pamětí, různých převodníků a mnoho dalších obvodů.

obrázek č. 1 - Integrované obvody

Integrované obvody

Abych nepsal jen o tom, co nás čeká, napíšu i něco málo o integrovaných obvodech (IO). Pomocí značky IO budu po celou dobu našeho seriálu označovat integrované obvody. Kvůli nim to vlastně píši. IO jsou dnes prakticky všude - v monitoru, na kterém sledujete tento článek, pokud jste si ho nevytiskli na tiskárně plné integrovaných obvodů. Integrované obvody jsou dnes i v pračkách a mikrovlných troubách. Dokonce i ve vysavačích, ale to už je extrém. Jsou prostě všude. Jejich nespornou výhodou je krom velikosti, která si leckdy nezadá třeba ani s mravencem, je nízká spotřeba a nízké napájecí napětí na rozdíl od elektronek, kde se napětí pohybovalo okolo 400 voltů. Věřím, že většina z vás ví, jak integrovaný obvod vypadá. Je to taková, dejme tomu, krabička (pouzdro), ze které vyčnívají nožičky (vývody).

obrázek č. 2 - Střeva mobilního telefonu

IOček je mnoho, ale my se budeme zabývat logickými obvody a to například TTL. Co tato zkratka znamená, vám nebudu zatajovat až do chvíle, kdy bude nezbytně nutné, abyste to věděli. Neznamená to Though The Lens, jak by si fotografové mohli myslet, ale Transistor - Transistor Logic. Existují ale i obvody DTL, ECL a MOS. Všemi těmito obvody se budeme zabývat.

Tyto obvody jsou logické, to znamená, že pracují se dvěma stavy - logickými 1 a 0. Co to vlastně je? Můžeme si je představit jako stavy vypnuto a zapnuto. Představte si žárovičku a vypínač. Pokud je vypínač sepnutý, žárovka svítí. Tedy je na ní napětí. Stavu se také říká High, ten nám představuje logickou 1. Pokud je vypínač rozepnutý, na žárovce není žádné napětí a nesvítí. Tomuto stavu se říká Low a představuje logickou 0. Těmto stavům se také říká pravda a nepravda nebo true a false.

Jiří Chytil24 let

Šéfredaktor 8bitu.cz. V současné době je studentem prvního ročníku magisterského studia na Fakultě elektrotechické na VUT v Brně. Mezi jeho koníčky patří elektrotechnika, bastlení, programování a hudba. Pracuje na částečný úvazrek ve společnosti Honeywell HTS ACS.