به دنیای شگفت انگیز الکترونیک دیجیتال خوش آمدید!

نفوذ سریع فناوری دیجیتال به همه رشته‌ها، از تأسیسات گرفته تا اتومکانیک و بخصوص زیرمجموعه های برق، الکترونیک، مخابرات و ارتباطات، موجب آن گردیده که علاوه بر علاقمندان غیرحرفه ای رشته الکترونیک، پرسنل فنی شاغل در رشته هاى دیگر نیز ناچار شوند با این تکنولوژی نوین آشنائی مختصری پیدا کنند. مخاطب اصلی این کتاب به هیچ‌عنوان مهندسین، افراد حرفه‌ای و حتی دانشجویان رشته الکترونیک که مطمئناً در این زمینه اطلاعات زیادی دارند، نیست. افراد غیرحرفه‌ای و هنرآموزان هنرستانی و رشته‌های کار دانش و فنی حرفه‌ای که می‌خواهند برای اولین بار با این دانش آشنا شوند، در صورتیکه ابتدا به ساکن به سراغ کتاب‌های وزین درسی که بار نظری سنگینی دارند بروند، ممکن است خسته و دلسرد شده و کار را در نیمه ی راه رها نمایند.
این کتاب که برای تفهیم مطالب خود صرفاً از تعداد بسیار محدودی از قطعات عمومی الکترونیکی سود جسته، در اندک صفحات خود، خواننده مشتاق را با اصول اولیه الکترونیک دیجیتال که آن را باید تحول شگرفی در دنیای تکنولوژی انگاشت، آشنا می‌سازد. روند طرح مطالب به صورت صد درصد عملی بوده و برای آنکه خواننده با مبانی و پایه های این فناوری آشنا شود، بلافاصله پس از طرح هر مطلب، یک آزمایش ارائه شده که با در نظر گرفتن قطعاتی که به آنها اشاره شد، فرد می تواند، مدار را بسته و عملاً نتیجه را به عینه مشاهده کند. کتاب، 50 مدار ساده، جالب و عملی دیجیتالی را در بر می‌گیرد و میتواند حتی برای دستورکار آزمایشگاه دیجیتال مراکز آموزشی نیز مورد استفاده واقع شود. بدون تهیه قطعات لازم و سر هم کردن مدارات پیشنهاد شده، مطالعه این کتاب مثمرثمر نخواهد بود.برای سهولت کار، کلیه مدارات، برای سر هم شدن بر روی یک بِرد بُرد 640×200 خانه پیش بینی شده اند و نیاز به هیچ گونه عملیات لحیم کاری نبوده و فراهم سازی و تکمیل هر مدار، زمان زیادی نخواهد برد. مضافاً به اینکه از خرج تراشی بی مورد ممانعت به عمل آمده و پس از اتمام هر کار، می توان قطعات را باز کرده و از آنها در آزمایش‌های بعدی سود جست.
البته این را هم نباید از قلم انداخت که مطالعه ی این کتاب، در واقع، به نوعی فقط اخذ ویزای «ورود به دنیای شگفت انگیز دیجیتال» است! موفقیت نهائی زمانی نصیب خواننده می شود که پس از اتمام آن، به تدریج به مطالعه‌ی کتب وزین‌تر و حتی دانشگاهی که از پایه‌های نظری مناسبی برخوردارند و خوشبختانه تعدادشان هم کم نیست، بپردازد.
تنها پیش نیاز مطالعه این کتاب، آشنائی با اصول اولیه الکترونیک و بخصوص شناسائی عملکرد وخواص قطعاتى از جمله مقاومت، دیود، خازن و ... می باشد. نکته‌ای که در موقع جمع کردن مدارات باید رعایت شود، ظرافت و محدودیت‌های آی سی‌ها است و با توجه به ولتاژ کار، وجود الکتریسیته ساکن، اشتباه قرار دادن پایه ها درحفره های بِرد بُرد، اعمال فشار بی مورد و خم یا قطع کردن پایه ها و مسائلی از این دست، باید احتیاط‌ های لازم را معمول نمود.یعنى: بِرد بُرد، آى سى‌ها و سایر قطعات را به شما ارائه میدهد. البته تهیه قطعات مورد لزوم به اىن صورت اجبارى نبوده و شما میتوانید با جستجو کردن در جعبه ابزار و صندوقچه‌ی قطعات اضافی‌تان، برخى از آن‌ها را یافته و کسرى قطعات را از بازار تهیه کنید و همچنىن اصرارى در بستن مدارها روى برِدبُرد نیست و از هر طریق دیگری مثلاً جمع کردن آنها بر روی یک صفحه مدار معمولی هم میسر است. هر چند که عملی بودن بستن مدارها روی بِرد بُردثابت شده زیرا سر هم کردن مدارات سرعت گرفته و اصلاح و ترمیم آن‌ها بدون درد سرانجام خواهد شد. استفاده از بِردبُردها غالباً امکان تغىىرات بیشتر را فراهم آورده و گسترش آزماىش‌ها با سهولت بىشترى صورت میپذیرد.
قطعات :
براى آنکه آزمایش هاى متعددى با هزینه کم انجام شوند از مجموعه‌ی مختصرى از قطعات استفاده میشود. در نتیجه، خرید مجموعه‌ی کاملى از قطعات موردنیاز، براى مدارس، سهل‌تر می‌گردد. هرچند که همان طور که جلوتر هم اشاره شد با مراجعه به سایت مؤسسه‌ی الکتور میتوانید یک کیت کامل را خریدارى فرمائید. مقاومت‌هاى به کار رفته داراى چهار حلقه رنگى و یک حلقه قهوه‌اى رنگ اضافى هستند که معرف تلرانس 1% میباشند.

بِردبُرد خریدارى شده باید طورى باشد که براى قطعات مجزا و همچنین نصب آى سی‌هاى با پایه‌هاى دو ردیفه طولى مناسب باشد. در شکل 2-1 نحوه ی ارتباط ترمینال‌هاى بِردبُرد نمایش داده شده است. توجه داشته باشید که دو خط طولى بالائی و پایینى برِدبُرد، در میانه ی راه منقطع هستند.

دیاگرام مدارى و نحوه پیاده سازى هر آزمایش روى برِدبُرد به‌طور مجزا ارائه گردیده است. دیاگرام نحوه‌ی پىاده سازى براى ارائه یک حالت اجمالى از مناسب ترین وضعیت قرارگیرى قطعات، جور بودن دقیق و همچنىن نحوه‌ی زاویه دادن به سیم‌ها براى نصب مطمئن، در هرآزمایش در نظر گرفته شده است. هر چند بهتر است طول سىیم‌ها را قدرى بلندتر از آنچه که نشان داده شده در نظر گرفت تا امکان خم کردن و رساندن آنها به محل اتصال قطعات مختلف میسر باشد. پس از اتمام هر آزمایش، سیم‌هاى مزبور را نباید دور بریزید چون از آنها میتوانید در آزمایش‌هاى بعدى سود بجوئید. براى اینکار هر سیم را با سیم چین بریده و سپس دو طرف آن را به طول تقرىبى 6 میلیمتر لخت کنید. اگر کار کردن با سىیم چین برایتان مشکل است و مرتباً سیم‌ها را دور ریز میکنید، میتوانید محل مورد نظر را ابتدا با یک چاقوى تیز، خراش دهید. حداکثر دقت را مبذول کنید که به هادى اصلى صدمه‌اى نزنید چون در غىر اینصورت موقع وصل کردن سیم به ترمینال موردنظر، سیم از همان جا پاره خواهد شد. با کمى تمرین میتوانید سیم را بین لبه‌ی چاقو و سطح میز گردانده و عایق یا روکش سیم را به سادگى از آن جدا کنید. گاهى اوقات لازم است که سر سیم را به صورت فشارى وارد ترمینال مربوطه نمائید. در این جور موارد اگر سیم به سادگى وارد ترمینال موردنظر نمیشود، از یک سنجاق ته گرد کمک بگیرید. اگرچه با کمى تمرین بتدریج میتوانید موقع برش سیم، آن را به شکل مورب و تیز قطع کنید (یعنى مقطع سیم بریده شده بجاى دایره، بیضی‌گون باشد) تا نوک تیز بوده و به سادگى وارد ترمینال شود.
آى سی‌هاى بکار رفته از نوع CMOS و با 14 یا 16 پایه میباشند. موقعیت پایه‌ها در تصویر بعدى مشخص شده است. همانطورى که ملاحظه میکنید، محل پایه‌هاى متصل به تغذیه، در گوشه‌ها واقع شده‌اند. پایه 7 (یا 8) زمین یا منفى مدار بوده و 14 (یا 16) به ولتاژ مثبت وصل میگردد. در تمام آزمایش‌هاى این کتاب، زمین یعنى ترمینال منفى باترى، حتى اگر روى نقشه‌ها، از نشانه‌ی زمین استفاده شده باشد. نشانه GND یا زمین همچنین حالت بدنه یا مشترک را نیز شامل میشود. با وجودى که در این جا از هىچ ترانزیستور دوقطبى استفاده نشده است، پایه متصل به قطب مثبت تغذیه معمولاً با VCC مشخص گردیده که از اول کلمات «ولتاژ کلکتور مشترک» اخذ گردیده است. و درست به همىن دلیل، در برخى از برگه‌هاى اطلاعاتى شرکت‌هاى سازنده، پایه‌ی متصل به قطب منفى با VEE (از کلمه امیتر) نشان داده میشود. نشانه‌هاى دىگر به کار رفته، VSS (سورس یا منبع) براى زمین و VDD (درین) براى قطب مثبت میباشند.

آى سی‌ها معمولاً قادر به ارائه وظایف مشابهى هستند که با حروف C ,B ,A وD مشخص میگردند. برخلاف برگه‌هاى اطلاعاتى شرکت سازنده، فلیپ فلاپ JK ی نزدیک به پایه‌های با شماره‌های پائین‌تر را، A نامگذاری کرده‌ایم.

اصول دیجیتال
دیجیتال یعنى مجزا و چند پارچه و به تشریح محیطى میپردازد که حالت‌هاى متفاوتى را کسب می کند.
در ساده ترین حالت، یک کلید، فقط دو وضعیت را ممکن است بخود بگیرد:
روشن یا خاموش، بلى یا خیر، 1 یا 0، درست ىا نادرست. از آن جائى که کلید فقط دو حالت دارد، از وضعیت باینرى یا دودوئى هم سخن به میان خواهىم آورد. یک کلید ساده، دیجیتالى عمل میکند، یا روشن است یا خاموش و بین این دو وضعیت، حالت سومى وجود نخواهد داشت.
بیت‌ها و اعداد باینرى
در فناورى دیجیتال، کوچکترین واحد اطلاعاتى، یک بیت است که از یکى از دو حالت 1 یا 0 تشکیل میگردد. براى مثال دو کلید را در نظر بگیرید که هر کدام نشان دهنده ی یک بیت باشند. در کل، بین این دو کلید، چهار حالت مختلف ایجاد خواهد گرید. با 3 بیت، هشت حالت و با چهار بیت، 16 حالت میتواند، ارقام بین 0 و 15 را نمایش دهد. همانطورى که در جدول ملاحظه میکنید، یک عدد باینرى 4 بىتى از چهار «صفر یا یک » تشکیل میگردد.