Osnovi elektronike

V(1)
Logička jedinica
Prelazna zona
V(0)
Logička nula
Idealizovani slučaj
Realni slučaj
Slika 11.1 Definicija binarnih logičkih promenljivih.
Elektronska kola koja obrađuju binarne digitalne signale su digitalna kola. Ona su, kao i
analogna kola, sastavljena od aktivnih elemenata (tranzistora) i pasivnih elemenata (otpornika i,
vrlo retko, kondenzatora). Za razliku od analognih kola, koja se često izrađuju i u diskretnoj
tehnologiji, digitalna kola se danas isključivo prave u tehnologiji integrisanih kola. Treba reći da
su digitalna kola korišćena dosta pre integrisane, pa i tranzistorske tehnologije. S obzirom da su
osnove binarne, odnosno logičke algebre, postavljene još početkom prošlog veka, prvi električni
elementi koji su korišćeni za realizaciju digitalnih kola bili su kontrolisani prekidači, ili relea. Sa
pojavom elektronskih cevi napravljena su prva impulsna i digitalna kola, koja su omogućila veću
brzinu rada. Prvi digitalni računar, napravljen početkom pedesetih godina, imao je sve digitalne
elemente realizovane pomoću elektronskih cevi. Sa pojavom tranzistora digitalna kola se
minijaturizuju i postaju brža. Glavni napredak u razvoju digitalnih kola došao je posle
pronalaska tehnologije integrisanih kola, koja je omogućila smanjenje dimenzija i cene, uz
istovremeno povećanje brzine i kompleksnosti digitalnih kola.
Digitalna kola se prema načinu formiranja izlaznog signala dele na kombinaciona
(logička) i sekvencijalna kola. Kod kombinacionih digitalnih kola signal na izlazu kola zavisi
samo od trenutnih vrednosti ulaznih signala. Kod sekvencijalnih kola stanje na izlazu zavisi od
trenutnog stanja na ulazima, ali i od prethodnih stanja na ulazima. Sekvencijalna kola se dalje
dele na sinhrona i asinhrona. Kod sinhronih kola se sve promene dešavaju istovremeno pod
dejstvom kontrolnog signala, takta. Kod asinhronih kola promene se mogu dešavati u
proizvoljnom trenutku i određene su samo osobinama upotrebljenih elemenata i vremenom
pojavljivanja pobude.
11.2 Logičke funkcije idealnih logičkih kola i Bulova algebra
U prethodnom poglavlju definisani su binarni digitalni signali koji su predstavljeni sa dva
naponska, odnosno logička, nivoa. Nad takvim signalima mogu se izvoditi razne operacije koje
se nazivaju logičke operacije ili logičke funkcije. Ovaj naziv potiče iz matematičke discipline
koja se naziva matematička logika, a vodi poreklo još od grčkih filozofa koji su rezultate
logičkog razmišljanja iskazivali sa dva iskaza: tačno i pogrešno. Kasnije, početkom 19. veka,
engleski matematičar Džordž Bul matematički je formalizovao zakone logičkog rasuđivanja i
uveo tzv. prekidačku ili Bulovu algebru. Iskazi tačno i pogrešno u Bulovoj algebri zamenjeni su
zbog jednostavnosti prikazivanja sa logičkom nulom i logičkom jedinicom, odnosno, cifarskim
simbolima 0 i 1.
97