الإلكترونيات الرقمية – البوابات المنطقية والدوائر المتكاملة — المستوى الجامعي

مقدمة في الإلكترونيات الرقمية

الإلكترونيات الرقمية (Digital Electronics) هي فرع الهندسة الكهربائية الذي يتعامل مع الإشارات الرقمية التي تأخذ قيماً منفصلة (0 أو 1) بدلاً من الإشارات التماثلية المستمرة. تشكل أساس الحواسيب والمعالجات الدقيقة وأنظمة الاتصالات الحديثة.

أنظمة العد والترميز

النظام الثنائي (Binary): أساس الإلكترونيات الرقمية، يستخدم الرقمين 0 و1. النظام الست عشري (Hexadecimal): يستخدم 16 رمزاً لتمثيل الأعداد الثنائية بسهولة. ترميز BCD: تمثيل الأعداد العشرية بالأرقام الثنائية. ترميز ASCII: تمثيل الحروف والأحرف برموز ثنائية.

البوابات المنطقية الأساسية

AND: خرجها 1 فقط عندما تكون جميع المدخلات 1. OR: خرجها 1 عندما يكون أي مدخل 1. NOT: تعكس الإشارة الداخلة. NAND: AND بنفي (بوابة شاملة). NOR: OR بنفي (بوابة شاملة). XOR: خرجها 1 عندما تختلف المدخلات.

الدوائر التجميعية والتراتبية

الدوائر التجميعية (Combinational): يعتمد الخرج فقط على المدخلات الحالية مثل الجامع (Adder) والمقارن (Comparator). الدوائر الترتيبية (Sequential): يعتمد الخرج على المدخلات الحالية والسابقة مثل القلابات (Flip-Flops) والعدادات (Counters).

الدوائر المتكاملة (Integrated Circuits)

رقائق السيليكون التي تحتوي على آلاف أو ملايين البوابات المنطقية. تصنف حسب درجة التكامل: SSI (بوابات قليلة)، MSI (مئات البوابات)، LSI (آلاف البوابات)، VLSI (ملايين البوابات).

للاستزادة، اقرأ الهندسة الكهربائية: دوائر التيار والفيزياء: الكهرباء والمغناطيسية.