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デジタル回路の超入門
1.
デジタル回路の超入門 KoGA
2.
※ソフトウェア技術者向けの内容なので、 だいぶんもろもろをはしょります
3.
0と1
4.
0と1 デジタル回路では以下の2値を扱う 0 1
5.
0と1 0,1それ自体に意味はありません。 これはソフトウェアと全く同じです。 意味は人間(設計者)が持たせます。
6.
0と1 【例】 0と1である機能のON/OFFを表現する 0 → 機能OFF 1
→ 機能ON
7.
0と1 【例】 0が示すもの 偽(false) OFF 無効(disable) 0という数そのもの など
8.
0と1 【例】 1が示すもの 真(true) ON 有効(enable) 1という数そのもの など
9.
HとL
10.
HとL デジタル回路では電圧を以下の 2つの状態で表現する • 電圧が高い→ H(High) •
電圧が低い→ L(Low)
11.
HとL どのくらいの電圧がHで、 どのくらいの電圧がLなのかは 回路によって違う
12.
HとL ある回路では H → 5V L
→ 0V また
13.
HとL ある回路では H → 3V L
→ 0V だったりする
14.
デジタル回路での0,1表現
15.
デジタル回路での0,1表現 HとLで、0と1を表現する • H →
1 • L → 0
16.
デジタル回路での0,1表現 ただHとLの意味の持たせ方は 人間が勝手にきめているだけ
17.
デジタル回路での0,1表現 よって実は逆でも間違いではない • H →
0 • L → 1
18.
デジタル回路での0,1表現 ただそうはいってもちゃんと 定義がわかってないと、 わけわからなくなる。
19.
デジタル回路での0,1表現 そんでH Lの意味の持たせ方が どちらかわかるように、名前を付けている H →
1 L → 0 正論理 (Active High) H → 0 L → 1 負論理 (Active Low)
20.
ここまでのまとめ H,L → 電圧レベルを示すもの (回路動作の側面) 0,1
→ データを示すもの (ソフトウェアの側面)
21.
ここまでのまとめ 0,1自体に意味はない →0,1に意味を持たせるのは人間(設計者)
22.
ここまでのまとめ H → 1 L
→ 0 とは限らない H → 0 L → 1 のときもある
23.
ここまでのまとめ 1をHで表現するのを 正論理(Active High) 1をLで表現するのを 負論理(Active Low)
24.
正論理・負論理の例
25.
正論理・負論理の例 【例】 あるデジタルICにリセットという機能があります。 デジタルICのRESET端子という端子で機能 ON/OFFを指示する仕様になっています
26.
正論理・負論理の例 【例】 で、このリセット機能とやらをONにしたい
27.
正論理・負論理の例 【例】 RESET端子をどの電圧レベル(H/L)に すれば機能有効になるかは、 そのデジタルICのその端子の仕様による ↓ RESET端子が正論理か負論理か
28.
正論理・負論理の例 【例】 正論理(Active High)の場合 H =
1 = 機能ON よってRESET端子にHレベル相当の 電圧を印加すればリセット機能ONとなる。
29.
正論理・負論理の例 【例】 正論理(Active High)の場合 S P01 P02 P03 RESET VDD VSS H これでリセット機能ON
30.
正論理・負論理の例 【例】 負論理(Active Low)の場合 L =
1 = 機能ON よってRESET端子にLレベル相当の 電圧を印加すればリセット機能ONとなる。
31.
正論理・負論理の例 【例】 負論理(Active Low)の場合 S P01 P02 P03 RESET VDD VSS L これでリセット機能ON
32.
正論理・負論理の例 【例】 回路図をみればその端子が 正論理なのか負論理なのかが わかる
33.
正論理・負論理の例 【例】 端子名の上に横線があるものは負論理 S P01 P02 P03 RESET VDD VSS RESET端子は 正論理 (Active High) S P01 P02 P03 RESET VDD VSS RESET端子は 負論理 (Active Low)
34.
論理演算
35.
論理演算 論理演算はソフト屋さんなら よくわかっているとおもうので ざっと説明
36.
論理演算 NOT (否定) INPUT (A)
OUTPUT (Y) 0 1 1 0 A Y 回路記号 ¬A A 記法
37.
論理演算 OR (論理和) INPUT (A)
INPUT (B) OUTPUT (Y) 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 回路記号 Y A B ベン図 記法 A ∨ B A + B
38.
論理演算 AND (論理積) INPUT (A)
INPUT (B) OUTPUT (Y) 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 回路記号 Y A B ベン図 記法 A ∧ B A ・ B
39.
論理演算 XOR (排他的論理和) INPUT (A)
INPUT (B) OUTPUT (Y) 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 回路記号 Y A B ベン図 記法 A ∨ B A + B
40.
論理演算 NOR (否定論理和) INPUT (A)
INPUT (B) OUTPUT (Y) 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 回路記号 ※ORの演算結果をNOTしたもの Y A B ベン図 記法 A ↑ B
41.
論理演算 NAND (否定論理積) INPUT (A)
INPUT (B) OUTPUT (Y) 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 回路記号 Y A B ※ANDの演算結果をNOTしたもの ベン図 記法 A ↓ B
42.
了