| La branca di elettronica digitale studia tutti quei sistemi che hanno una scansione discreta del tempo di funzionamento. Questo vuol dire che in ogni sistema digitale è presente almeno un clock, un segnale (di solito ad onda quadra) che realizza un timer: ogni evento dell'intero sistema digitale è legato a questo timer ed avviene solo negli istanti prefissati e scanditi dal clock digitale.
Dunque si parla di elettronica digitale non perché esistano dei componenti digitali ma perché è il sistema che viene realizzato secondo una logica differente da quella analogica dove il tempo non era una variabile così importante. In effetti la componentistica con cui realizzare i circuiti digitali deve per forza di cose essere analogica: solo questa scienza rappresenta la realtà, mentre quella del digitale è una astrazione dell'uomo.
Nella sezione di elettronica analogica abbiamo parlato di filtri. Ebbene, filtri molto più complessi in grado di discriminare sia una intera banda che anche una sola armonica possono essere realizzati in elettronica digitale con circuiti molto più complessi di quelli RC visti.
A questo punto è necessario introdurre l'algebra booleana e l'alfabeto binario su cui si basa tutta l'elettronica digitale. Tutti saprete, almeno per sentito dire, che la logica binaria è composta da due soli valori, 0 e 1 che rappresentano i due stati fondamentali (vero - falso o basso - alto). Le operazioni fondamentali possibili su tale algebra sono quelle di NOT, OR, AND, mentre quelle derivate NAND, NOR, XOR, XNOR. Tutti questi operatori agiscono su due operandi tranne quello di negazione o NOT. Di seguito vi mostriamo le cosiddette tabelle della verità per queste operazioni tramite le quali è possibile leggere i risultati di ogni combinazione di due bit (il bit è l'unità minima dell'algebra booleana: essa può assumere valore 0 oppure 1). Supponendo che A e B siano due variabili binarie:
|
| AND |
| A |
B |
A AND B |
| 0 |
0 |
0 |
| 0 |
1 |
0 |
| 1 |
0 |
0 |
| 1 |
1 |
1 |
|
| OR |
| A |
B |
A OR B |
| 0 |
0 |
0 |
| 0 |
1 |
1 |
| 1 |
0 |
1 |
| 1 |
1 |
1 |
|
| NOT - Operatore di negazione |
AND - Operatore di congiunzione |
OR - Operatore di disgiunzione |
A questi operatori sono associate delle porte logiche disponibili integrate in chip che potete trovare presso qualunque negozio di elettronica. Di seguito la simbologia usata per distinguerle:
Mostriamo anche quelli che sono alcuni degli operatori composti (composti perché non sono altro che la composizione di due o più operatori fondamentali)
| NOR |
| A |
B |
A NOR B |
| 0 |
0 |
1 |
| 0 |
1 |
0 |
| 1 |
0 |
0 |
| 1 |
1 |
0 |
|
| NAND |
| A |
B |
A NAND B |
| 0 |
0 |
1 |
| 0 |
1 |
1 |
| 1 |
0 |
1 |
| 1 |
1 |
0 |
|
| XOR |
| A |
B |
A XOR B |
| 0 |
0 |
0 |
| 0 |
1 |
1 |
| 1 |
0 |
1 |
| 1 |
1 |
0 |
|
| NOR = NOT + OR |
NAND = NOT + AND |
XOR = OR esclusivo |
Anche per questi operatori esistono delle porte logiche pronte con i seguenti simboli:
Alcuni circuiti famosi disponibili in commercio, realizzati in tecnologia TTL (alimentazione a +5V) o CMOS (alimentazione a +3.3V) sono:
| Alcuni circuiti digitali |
| Sigla |
Contenuto |
| 7404 |
4 porte NOT |
| 7408 |
4 porte AND |
| 7432 |
4 porte OR |
| 7400 |
4 porte NAND |
| 7402 |
4 porte NOR |
| 7486 |
4 porte XOR |
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