استفاده از مدارات منطقی در رباتیک(مهندسی برق_الکترونیک)

استفاده از مدارات منطقی در رباتیک(مهندسی برق_الکترونیک)

در الکترونیک دیجیتال فقط دو حالت داریم:  ON یا OFF. با استفاده از این دو حالت دستگاه ها اطلاعات را کدگذاری، منتقل و کنترل می کنند. سطح منطقی به شکل گسترده ای هر حالت خاص و مجزایی که یک سیگنال می تواند داشته باشد را شرح می دهد. در الکترونیک دیجیتال ما عموما سطخ مطالعاتمان را در دو سطح منطقی 0 و 1 باینری نگه می داریم. 

به بیان ساده سطح منطقی یک ولتاژ مشخص است یا یک حالتی که سیگنال می تواند بوجود بیاید. ما اغلب از دو سطح در مدارات منطقی استفاده می کنیم ON یا OFF. در کدگذاری باینری حالت ON معادل 1 باینری است و حالت OFFمعادل 0 باینری است در آردوینو این سیگنال ها را با حالت های LOW و HIGH تعریف می کنند. LOW معادل 0منطقی و HIGH معادل 1منطقی است. تکنولوژی های مختلفی به کار گرفته شد تا سطوح منطقی ولتاژ را تعریف کنند.

آشنایی با Active Low و Active High

هنگامی که با IC ها و میکروکنترلرها کار می کنید احتمالا با پین هایی مواجه می شوید که Activ-low و یا Active-high مواجه می شوید.  که نشاندهنده وضعیت پین موجود می باشد.  اگر این پین active-low باشد ما باید این پین را به زمین وصل کنیم  و اگر این پین active-high باشد باید به ولتاژ 5 ولت و یا 3.3 ولت وصل شود.

برای مثال فرض کنید یک آی سی shift register داریم که پایه فعال ساز CE دارد چنانچه در هرکجای دیتاشیت یک خط روی آن بود( علامت بار) به معنای active-low می باشد. بنابراین پایه CE باید به زمین وصل شود تا این چیپ فعال شود و چنانچه روی CE خطی تبود و به صورت نرمال نوشته شده بود بدین معنی است که active-high است و باید به ولتاژ 5ولت یا 3.3 ولت وصل شود. پس در تمامی آی سی ها باید چک کنید

سطح منطق TTL

اکثر سیستم هایی که ما استفاده می کنیم دارای سطح منطق 5 ولت TTL هستند. منطق TTL به مداراتی که بر اساس ترانزیستورهای دوقطبی ساخته می شوند اطلاق می شود تا به سوییچینگ و نگهداشتن حالات منطقی دست پیدا کنیم. ترانزیستورها اساسا کار بزرگی در سوییچ های کنترلی به صورت الکتریکی به عهده دارند. برای هر خانواده سطح منطقی یک عدد به عنوان ولتاژ آستانه وجود دارد.

VOH: کمترین سطح ولتاژ خروجی که یک TTL می تواند برای سیگنال HIGH تعریف کند.

VIH : کمترین سطح ولتاژ ورودی که برای HIGH در نظر گرفته می شود.

VOL: بیشترین سطح ولتاژ خروجی که می توان برای سیگنال LOW تعریف کرد.

VIL: بیشترین سطح ولتاژ ورودی که می توان برای سیگنال LOW در نظر گرفت.

حداقل ولتاژ خروجی برای سیگنالHIGH عدد 2.7 ولت است. که اساسا بدین معنی است که سطح ولتاژ خروجی از دستگاه برای سیگنال HIGH همیشه 2.7 است. حداقل ورودی ولتاژ برای سیگنال HIGH عدد 2ولت است یا اساسا هر ولتاژی که حداقل 2 است به عنوان سطح منطق 1 یا همان HIGH در منطق TTL در نظر گرفته می شود.

همچنین حداکثر سطح خروجی ولتاژ LOW عدد0.4 است که بدین معنی است که دستگاه برای ولتاژهای زیر 0.4 منطق 0 را در نظر می گیرد.

همچنین بیشترین سطح ولتاژ ورودی سیگنال LOW عدد 0.8 است که دستگاه زیر این مقدار را به عنوان منطق 0 در نظر می گیرد

^{نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران}