6 أسباب لنزول ماء من اسفل الثلاجة (بعضها غير متوقع)

تصميم دائرة إنذار بسيطة Simple alarm circuit design

تصميم دائرة إنذاربسيطة Simple alarm circuit design

لتوضيح كيفية تصميم نظام رقمي بسيط نفترض أن لدينا نظام إنذار ويوجد لدينا ثلاث حساسات (A,B,C) لهذا النظام لتشغيله ،وكل حساس يعطي 0 أو 1 حسب حالة معينة ،وبالنهاية سوف تتحكم هذه الحساسات بتشغيل الإنارة (Out) لنظام الإنذار،ولكن الإنارة تحتاج إلى شروط معينة لتعمل وهي:

من الممكن ان تكون الشروط بعدة احتمالات

• إذا عمل الحساس A لوحده،وهذا معناه أن A تساوي 1 وكلا من B وC تساويان صفر.
• إذا عمل الحساس B لوحده،وهذا معناه أن B تساوي 1 وكلا من A وC تساويان صفر.
• إذا عمل الحساس A و C معا؛يكون كلا من A وC يساويان 1 بغض النظر قيمة B كانت 0 او 1 .
• إذا عمل الحساس B و C معا،يكون كلا من B وC يساويان 1 بغض النظر قيمة A كانت 0 او 1 .

والان يمكن لنا عمل جدول حقيقة للإحتمالات السابقة كالتالي:

جدول الحقيقة لنظام إنذار يتكون من ثلاث حساسات

جدول الحقيقة لنظام إنذار يتكون من ثلاث حساسات

يمكن لنا تعبئة جدول الحقيقة كما نقوم بتعبئته بالطرقة المعتادة في الدروس السابقة للبوابات المنطقية وبذلك نكون قد قمنا بتعبئة المدخلات (A,B,C) في جدول الحقيقة ولكن يجب ان نراعي أننا حتى نحصل على الخرج يجب مراعاة الشروط أو الإحتمالات السابقة وعند توفر أحد هذه الشروط (مثلB تساوي 1 وكلا من A و C يساويان0) يكون الخرج يساوي (1) ،وعند عدم توفر أي منهم يكون الخرج(مثلA,B,C يساو 0 ،وC تساوي 1 وكلا من A و B يساويان0) ) يكون الخرج في هذه الحالة يساوي (0).

تحويل جدول الحقيقة  لنظام إنذار إلى دائرة كهربائية

هناك طريقتين لتحويل جدول الحقيقة لنظام إنذار إلى دائرة كهربائية هما:

1. طريقة Minterms
2. طريقة Maxterms

اولا:طريقة Minterms لتحويل جدول الحقيقة إلى دائرة كهربائية

طريقة Minterms لتحويل جدول الحقيقة إلى دائرة كهربائية

في هذه الطريقة سوف نتعامل مع الاحتمالات التي يعمل عندها جهاز الإنذار يعني عندما يكون الخرج يساوي (1)،سوف نجد في هذه الدائرة هناك 5 حالات يكون الخرج فيها يساوي (1)،ونجد أننا سوف نستخدم بوابة AND لكل إحتمال على حدة للحصول على الخرج يساوي (1) كالتالي:

مثلا عند الاحتمال الاول للخرج يساوي 1 هو ان يكون A يساوي 0 وB يساوي 1 وC يساوي 0 عند استخدامنا للبوابة AND حتى يكون الخرج يساوي 1 يكون الدخل NOT A.B.NOT C
ونلاحظ أننا قد استخدمنا بوابة NOT عند الدخلين A وC حتى يتم عكس 0 إلى 1 ليكون الدخل للثلاث مداخل(A,B,C) هو 1 للبوابة AND وبالتالي يكون الخرج يساوي 1.

وسوف نقوم بعمل نفس الامر مع كل إحتمال أن يكون الخرج يساوي 1 وبذلك نكون قد قمنا بإستخدام 5 بوابات AND ولكن كيف يمكن ربط هذه البوابات معا؟
نقوم بجمع جميع خرج البوابات AND معا وهذا مايطلق عليه جمع المضاريب (Sum of Product) كالتالي:

جمع المضاريب (Sum of Product)

تنفيذ دائرة الإنذار عمليا بطريقة Minterms

تنفيذ دائرة الإنذار عمليا بطريقة Minterms

لتنفيذ هذا النظام عمليا نقوم بجمع جميع خرج البوابات AND معا عن طريق 3 بوابات OR،نربط خرج الاحتمال الاول من البوابة ANDمع خرج الاحتمال الثاني من البوابة AND ليصبحا مدخلين للبوابة OR الاولى،نربط خرج الاحتمال الثالث من البوابة ANDمع خرج الاحتمال الرابع من البوابة AND ليصبحا مدخلين للبوابة OR الثانية،نربط خرج الاحتمال الخامس من البوابة ANDمع خرج بوابة OR الاولى وخرج بوابة OR االثانية ليصبحوا ثلاث مداخل للبوابة OR الثالثة ، ليكون عندنا الخرج يساوي 1 عند تحقق أي شرط من الشروط وبالتالي عمل الدائرة.

ثانيا:طريقة Maxterms لتحويل جدول الحقيقة إلى دائرة كهربائية

طريقة Maxterms لتحويل جدول الحقيقة إلى دائرة كهربائية

في هذه الطريقة نبحث عن الحالات التي تجعل الخرج يساوي 0 ونجمعهم معا ونضع في الاخر NOT gate فنعكس الخرج لنحصل على 1 كالتالي:

وسوف نجد ثلاث احتمالات الخرج يساوي 0،ونجد أننا سوف نستخدم بوابة OR لكل إحتمال على حدة للحصول على الخرج يساوي (0) ثم نضع NOT gate كبيرة على مجموعهم ليكون الخرج يساوي (1)،نقوم بضرب جميع خرج البوابات OR معا وهذا مايطلق عليه ضرب المجاميع (Product of Sum) كالتالي:

ضرب المجاميع (Product of Sum)

تنفيذ دائرة الإنذار عمليا بطريقة Maxterms

تنفيذ دائرة الإنذار عمليا بطريقة Maxterms

لتنفيذ هذا النظام عمليا نقوم بضرب جميع خرج البوابات الثلاث OR معا عن طريق بوابة واحدة AND لها ثلاث مداخل .

المصادر

الالكترونيات الرقمية:تصميم نظام رقمي بسيط


دورة الالكترونيات الرقمية للمهندس وليد عيسى.