برای درک مفهوم صفر و یک منطقی در الکترونیک برای شما مثالی می آوریم؛ ما چراغی را روشن و خاموش می‌کنیم، می‌خواهیم به ماشین بگوییم چراغ خاموش یا روشن است، چگونه می‌توانیم این مفهوم را به ماشین منتقل کنیم؟ ماشین مفهوم روشن را نمی‌داند.

مفهوم صفر و یک منطقی در الکترونیک

برای فهماندن به ماشین مفهوم صفر و یک را تعریف می‌کنیم. می‌گوییم اگر ولتاژ به حد معینی رسید یعنی یک است. یعنی لامپ روشن است و اگر ولتاژ در حد معینی پایین آمد و نزدیک به صفر شد مفهوم آن صفر است یعنی لامپ خاموش است. یا به‌عبارت‌دیگر ماشین چگونه می‌تواند تاریکی و روشنی را تشخیص دهد؟ روشنی به معنی 1 و تاریکی به معنی 0 است اکنون می‌خواهیم این دو حالت لامپ را نام‌گذاری کنیم.

به لغت‌های زیر که برای این منظور به‌کاررفته‌اند، توجه کنید.

Low  Off   خاموش _ لامپ در حالت خاموش

High  On   روشن _ لامپ در حالت روشن

هریک از این لغت‌ها را طبق قراردادی که خود تدوین کرده‌ایم، می‌توانیم به کار ببریم. اما در این زمینه پیشنهاد دیگری نیز می‌توان ارائه کرد:

0= لامپ در حالت خاموش

1= لامپ در حالت روشن

به نظر می‌رسد پیشنهاد صفر و یک از بقیه موارد جالب‌تر باشد؛ زیرا ساده و ازنظر طول کلمه بسیار کوتاه است. بنابراین، دو عدد صفر و یک نمادو سمبل هایی هستند که برای نمایش دو وضعیت مختلف (بسته یا باز) به کار می‌روند. در مورد کلید می‌توان حالت باز را صفر و حالت بسته را یک در نظر گرفت. در مدارهای دیجیتالی، صفر و یک به‌هیچ‌عنوان به مفهوم صفر و یک جبری برای نمایش دادن مقدار یک شیء نیست.

[irp posts=”14217″ name=”شناخت سیگنال دیجیتال در الکترونیک”]

مفهوم صفر و یک منطقی در الکترونیک و کامپیوتر نشان‌دهنده سطوح ولتاژ است و به مفهوم خاموش یا روشن بودن لامپ نیست، هرچند در علوم مهندسی، در هر سیستم دو وضعیتی برای نمایش دادن هر حالت از صفر و یک استفاده می‌شود، مانند باز و بسته بودن یک شیر الکتروهیدرولیکی و …)

بدین معنا که ولتاژ حدود صفر ولت (عملاً از صفرتا0.8 ولت) به‌منزله صفر منطقی و ولتاژ حدود 5 ولت(عملاً از 2 تا 5 ولت)به‌منزله یک منطقی در نظر گرفته می‌شود )سطوح صفر و یک منطقی ممکن است در دستگاه‌های گوناگون با یکدیگر تفاوت داشته باشد اما ولتاژهای حوالی صفر ولت و 5 ولت از بقیه رایج‌تر است. شکل زیر این موضوع را روشن می‌کند.

در این نمودار یک منطقی بین ولتاژهای 2 تا5 ولت و صفر منطقی بین ولتاژهای صفرتا 8/ 0 ولت قرار دارد. برای تأکید بر این موضوع که صفر و یک مربوط به نمایش دو وضعیت مختلف یک سیستم است، بعد از صفر و یک، لغت منطقی را می‌آوریم. در مدار شکل زیر، اگر کلید باز باشد، Vo =0v است. به‌عبارت‌دیگر، خروجی در وضعیت صفر منطقی قرار می‌گیرد و لامپ خاموش است.

در این شکل، اگر کلید بسته باشد، Vo=5vاست. بنابراین، خروجی در وضعیت یک منطقی قرار می‌گیرد و لامپ روشن است.

با توجه به این‌که اساس کار کامپیوتر صفر و یک منطقی است، چنان چه بخواهیم بودن یا نبودن یک پدیده فیزیکی را به اطلاع کامپیوتر برسانیم، لازم است این پدیده فیزیکی را به صفر و یک منطقی (در کامپیوتر به سطوح ولتاژ) تبدیل کنیم. برای مثال، برای تبدیل بودن یا نبودن پدیده نور با یک و صفر منطقی در شکل زیر استفاده می کنیم.

مفهوم صفر و یک منطقی در الکترونیک

هنگامی‌که نور به مقاومت تابع نور می‌تابد، مقاومت آن به‌شدت کاهش می‌یابد و قسمت اعظم ولتاژ منبع 5 ولتی دو سر مقاومت R2 افت می‌کند (توزیع ولتاژ بین دو مقاومت سری).

لذا خروجی این مدار در وضعیت یک منطقی قرار می‌گیرد. برعکس اگر نور به مقاومت نتابد، مقدار مقاومت اهمی آن به‌شدت افزایش می‌یابد و قسمت اعظم ولتاژ منبع 5 ولتی دو سر مقاومت تابع نور افت می‌کند.

بنابراین مقدار بسیار جزئی ولتاژ به دو سر مقاومت R2 منتقل می‌گردد که با توجه به مقدار ولتاژ کم آن، خروجی در سطح ولتاژ صفر منطقی قرار می‌گیرد. در مورد پدیده‌های فیزیکی دیگر نیز با استفاده از مدارهای الکتریکی یا الکترونیکی می‌توان بودن یا نبودن آن‌ها را به صفر یا یک منطقی تبدیل کرد.

]]]]> ]]>