До цього ми розглядали, в основному, пристрої, які називають аналоговими Напруги і струми в цих пристроях мають будь-які значення, створюючи безперервний спектр величин Цифрові пристрої призначені для роботи з сигналами двох рівнів, високим і низьким Величина напруги може різнитися в різних серіях цифрових мікросхем: для ТТЛ серії рівень високої напруги сигналу визначено в 25 В, низького в 05 В А мікросхеми, створені на базі польових транзисторів, мають високий рівень близький до напруги харчування, а низький близький до нуля

Основне призначення цифрових пристроїв – рахувати У всякому разі, так було задумано при їх створенні Сьогодні цифрові мікросхеми виконують набагато більше роботи: вони вважають, передають інформацію, розважають нас музикою і фільмами, управляють процесами на виробництві та польотами космічних апаратів до далеких планет

Двом рівням, використовуваним в цифрових мікросхемах, можна зіставити дві цифри: 0 і 1 Таким чином, можна сказати, що цифрові мікросхеми формують дві цифри А за допомогою цих цифр можна записати будь-яке число

Рис 131 Число, сформоване мікросхемою 7400

Так мікросхема 7400 (вітчизняний аналог К155ЛА3) формує число 1011 Якщо перевести його на зрозумілу нам мову десяткових чисел, то це буде число 11 Але поки те, що робить мікросхема, не зрозуміло ні їй, ні нам

Перш, ніж розібратися, як і навіщо мікросхеми формують числа, повернемося ненадовго до аналогових мікросхем Ми вже говорили про операційні підсилювачах Вони прекрасно справляються з формуванням безперервного ряду значень напруг, що дозволяє використовувати їх, скажімо, для посилення низькочастотних сигналів Але операційний підсилювач може формувати і дворівневий сигнал Ось приклад

На інверсний вхід операційного підсилювача ми подаємо постійна напруга, знімається зі стабілітрона D1

На прямий вхід мікросхеми приходить лінійно наростаюче напруження від генератора V2

Коли напруга на прямому вході стане вище напруги на стабілітроні, вихід операційного підсилювача змінить стан, переходячи з низького рівня (нульове напруга) на високий (напруга живлення)

Рис 132 Формування дворівневого сигналу мікросхемою LM124

За таким принципом формують сигнали спеціальні пристрої, які називаються компаратори – пристрої порівняння Вони порівнюють два напруги, що подаються на їх входи, і формують на виході логічні значення нуль і одиниця, що залежать від співвідношення вхідних сигналів

Причому ж тут цифрові мікросхеми Я ще раз хотів підкреслити внутрішній устрій базових елементів цифрових мікросхем, про який ми вже говорили, щоб більше до цього не повертатися

Звернемося до чисел в двійковій системі числення (числах, представленим двома цифрами, одиницею і нулем) Можливість висловлювати будь-яке число з допомогою двох цифр, перенесена на два значення напруги, це і є фізична сутність цифрових мікросхем

Отже, цифрова мікросхема формує дві цифри, «логічну одиницю» і «логічний нуль» Але і нуль, і одиниця не тільки цифри, але й числа Так що, можна сказати, що на виході кожного з елементів мікросхеми 7400 формуються два числа Але ні запамятовувати їх, ні рахувати ця мікросхема не вміє

Запамятовувати свій стан може інше цифрове пристрій, який називається тригером

Джерело: Гололобов ВН, – Самовчитель гри на паяльнику (Про електроніці для школярів і не тільки), – Москва 2012