CALM/arwiki huggingface dataset:
يمكن تصنيف التعليمات الميكروية بشكل أفقي أو عمودي، حيث يتم توافق بتات منفصلة في التعليمات الميكروية الأفقية مع خطوط تحكم منفصلة. التعليمات الميكروية الأفقية تكون طويلة وتسمح بتنفيذ تفرعي أكبر لأن كل بت يتحكم بخط تحكم مفرد.
في التعليمات الميكروية العمودية يتم تشفير خطوط التحكم في حقول محددة ضمن كل تعليمة ميكروية ونحتاج فاكات الشيفرة لجدولة حقل مؤلف من K بت إلى 2^K من خطوط التحكم المنفصلة. على سبيل المثال من أجل حقل تعليمة ميكروية مكونة من 3 بت سوف يتم استخدام واحد من ثمانية خطوط ممكنة.
لأن تشفير التعليمات الميكروية العمودية يكون أقصر من التعليمات الميكروية الأفقية فإن تشفير خطوط التحكم في نفس الحقل لا يمكن تفعيله بنفس الوقت، ونتيجة لذلك فإن التعليمات الميكروية العمودية تسمح فقط بتنفذ متوازي محدد. ويجب ملاحظة اننا لسنا بحاجة لفك التشفير في التعليمات الميكروية الأفقية بينما هذا الأمر ضروري في التعليمات الميكروية العمودية.
EXAMPLE 3
إذا اخذنا بعين الاعتبار ثلاث ممرات معطيات المبين في الشكل 5.5 بالإضافة إلى المسجلات PC، MAR، MDR، IR ولافتراض أن هناك 16 مسجل أغراض عامة مرقمة من R0 إلى R15 ولنفرض أيضاً أن ال ALU تدعم ثمانية عمليات (add ،subtract,multiply,divide,and or ،shift left, shift right).وباعتبار أن عملية الجمع add R1، R2 ،R0 تجمع محتويات مسجلي المصدرR1، R2 وتخزن النتيجة في مسجل المستقر R0، في هذا المثال سوف نتعرف على شكل التعليمة الميكروية على أساس التنظيم الأفقي، وسوف نستخدم التعليمات الميكروية الأفقية والتي لديها بت تحكم واحد من أجل كل خط تحكم، وإن شكل التعليمة الميكروية يتضمن بتات تحكم كما يلي:
الجدول التالي يوضح عدد البتات المطلوبة من أجل ال ALU وال source1 و source 2 ال destination
EXAMPLE 4
في هذا المثال سوف نستخدم التعليمات الميكروي العمودية والتي تحتاج إلى فاكات شيفرة، وسوف نستخدم ثلاث ممرات معطيات المبينة في الشكل 5.5.
لنفرض أن لدينا 16 مسجل أغراض عامة و ALU تدعم ثمانية عمليات، يبين الجدول التالي تشفير وظائف ALU - المسجلات المتصلة مع out-bus 1 (source 1) والمسجلات المتصلة مع out-bus 2 (source 2) والمسجلات المتصلة مع in-bus (destination).
EXAMPLE 5
باستخدام نفس التشفير في المثال 4 سنقوم بإيجاد التعليمات الميكروية العمودية المستخدمة في جلب تعليمة ما.
PC &lt;---MAR
أولاً سوف نختار PC كمصدر وذلك باستخدام "10000” من حقل source 1 وسوف نختار MAR كمستقر ياستخدام "10010” من حقل destination، وسوف نستخدم "0000” من أجل ال ALU والتي سيتم فك تشفيرها إلى "NONE " وكما هو مبين في جدول تشفير ALU في example 4 فإن “NONE” تعني اتصال out-bus 1 مع in-bus.
الحقل source 2 سوف يوضع إلى "10000” للإشارة بعدم اختيار أي من المسجلات.
التعليمة الميكروية موضحة في الشكل 5.15
Memory Read and Write
عمليات الذاكرة يمكن ملائمتها بسهولة بإضافة بت واحد من أجل القراءة وبت آخر من أجل الكتابة. التعليمتين الميكرويتين المتتاليتين في الشكل 5.16 تمثلان القراءة والكتابة.
يمكن اجراء عملية جلب تعليمة ما باستخدام ثلاث تعليمات ميكروية كما هو مبين في الشكل 5.17
التعليمتان الميكرويتان الأولى والثانية تم توضيحهما سابقاً أما التعليمة الميكروية الثالثة فهي تنقل محتويات MDR إلى IR (MDR IR).
MDR تم اختياره كــ source 1 وذلك باستخدام "10011" من الحقل source 1 وبشكل مشابه تم اختيار IR كـ destination باستخدام الحقل "10001"، وسوف نستخدم أيضاً "0000" (NONE) في حقل ال ALU والذي يعني اتصال out-bus 1 مع in-bus.
الحقل source 2 سيتم توضيعه على "10000" والذي يعني عدم اختيار أي من المسجلات.
تعتبر وحدة المعالجة المركزية CPU جزء الحاسب الرئيسي الذي يقوم بتفسير وتنفيذ التعليمات الموجودة في البرامج التي نكتبها. المكونات الرئيسية ل CPU هي حقل المسجلات -وحدة حساب ومنطق ووحدة التحكم.
يتضمن حقل المسجلات –مسجلات أغراض عامة –خاصة. مسجلات الأغراض العامة تستخدم لحفظ المتحولات والنتائج المرحلية اما مسجلات الأغراض الخاصة قد تستخدم للوصول إلى الذاكر – التنسيق - حالة المعلومات أو لحفظ التعليمة المجلوبة خلال فك التشفير والتنفيذ.
العمليات الحسابية والمنطقية يمكن تمثيلها في وحدة الحساب والمنطق ALU. دلخل ال CPU يمكن أن تنتقل البيانات من أحد المسجلات إلى مسجلات أخرى أو بين المسجلات وال ALU، كما يمكن للبيانات أن تنتقل بين ال CPU والمكونات الخارجية مثل الذاكرة ووحدات الدخل والخرج I/O.
وحدة التحكم هي المكون الذي ينحكم بحالة دورة التعليمة. حيث أنه يتم جلب التعليمات من الذاكرة طالما توجد تعليمات تطلب التنفيذ، ويتم تنفيذ التعليمة بالاعتماد على عملية محددة في حقل شيفرة التعليمة.
تولد وحدة التحكم إشارات للتحكم بتدفق المعلومات خلال ال CPU وبين ال CPU والوحدات الخارجية مثل الذاكرة ووحدات الدخل والخرج I/O. ويمكن تمثيل وحدة التحكم باستخدام تقنيات البنية الصلبة أو البرمجة الميكروية
كان نزاع البريمي سلسلة من المحاولات للتأثير على ولاءات القبائل والمجتمعات داخل واحة البريمي وماحولها من مناطق في أربعينيات وخمسينيات القرن الماضي، والتي بلغت ذروتها في نشوب نزاع مسلح بين القوات والقبائل الموالية للمملكة العربية السعودية وعمان وإمارات ساحل عُمان المتصالح (اليوم الإمارات العربية المتحدة)، التي اندلعت نتيجة نزاع إقليمي على منطقة توام، مقسمة اليوم بين مدينة البريمي في عُمان، ومدينة العين في المنطقة الشرقية من إمارة أبو ظبي، الإمارات العربية المتحدة. وكان السبب النزاع محاولة السعودية ضم واحة البريمي لها. تكمن جذورها في تقسيم المناطق القبلية والمجتمعات التي حدثت في الإمارات المتصالحة عندما كانت شركات النفط تسعى للحصول على امتيازات لاستكشاف المناطق الداخلية
نشأ النزاع بسبب مطالبة المملكة العربية السعودية منذ فترة طويلة بملكيتهم للبريمي، وكان ذلك في عام 1949، حيث أدعت بالسيادة على جزء كبير من أراضي أبو ظبي حيث يشتبه في وجود النفط ومنطقة في دائرة 20 ميلاً حول مركز واحة البريمي. نشأت المطالبة بعد أن عبرت مجموعة جيولوجية من شركة الزيت العربية الأمريكية (أرامكو) "خط الرياض". كان هذا خطًا حدوديًا تم التفاوض عليه عام 1935 من قبل البريطانيين نيابة عن عمان وأبو ظبي مع المملكة العربية السعودية، الأمر الذي رفضته الأخيرة. رافق فريق أرامكو حراس سعوديون واستقبله باتريك ستوبارت، الذي كان آنذاك المسؤول السياسي البريطاني للإمارات المتصالحة. تم اعتقال ستوبارت لفترة وجيزة من قبل السعوديين، الذين نزعوا سلاح حراسه. وقاد الحادث البريطانيين إلى الاحتجاج رسميًا على ملك السعودية الملك عبد العزيز آل سعود. رد السعوديون بتوسيع مطالبتهم الإقليمية لتشمل الحق في التفاوض مع شيوخ البريمي / واحة العين بأكملها ومناطق جنوب وغرب أبوظبي.
اعتمد السعوديون على سابقة تاريخية (كانت الواحة تحت سيطرة الدولة السعودية الثانية في لعدة مرات في الفترة ما بين 1800-1869) لمطالباتهم، والتي واجهتها حجج من أبو ظبي ومسقط بناءً على أحداث أحدث. أدت الحجج إلى "اتفاقية لندن" لعام 1950 حيث نصت على توقف جميع عمليات الاستكشاف وتحركات القوات في المنطقة حتى يتم حل قضية السيادة. على الرغم من المفاوضات الجارية، حاول السعوديون استعادة الواحة.
غزو حماسة.
عُقد مؤتمر في الدمام في 28 يناير 1952، حضره وزير الخارجية السعودي وحكام أبو ظبي وقطر والمقيم السياسي البريطاني. بعد مداولات طويلة، تم تأجيل المؤتمر حتى فبراير، لكنه فشل في التوصل إلى اتفاق.
في 31 أغسطس 1952، عبرت مجموعة مؤلفة من حوالي 80 من الجنود (أو الحراس) السعوديين، 40 منهم مسلحون، بقيادة أمير رأس تنورة، تركي بن عبد الله العطيشان، منطقة أبوظبي واحتلت حماسة، وهي واحدة من ثلاث قرى عمانية في واحة البريمي والتي تدعي السعودية أنها جزء من المنطقة الشرقية. وقد ساعدهم في ذلك الشيخ راشد بن حمد من آل بو شامس، مما أثار حفيظة سلطان مسقط. كما تم الزج بشيخ النعيم في النزاع، على الرغم من محاولته البقاء بعيدًاعن النزاع في البداية. شرع تركي ورجاله في توزيع الهدايا من ملابس والأموال وامدادات أُخرى وعقدوا مأدبة طعام - وهي عادة شعبية في المنطقة الفقيرة. إجمالاً، جمع حوالي 95 توقيع دعم من خلال جهوده.
جمع سلطان مسقط وإمام عمان (بتعاون استثنائي) قواتهما لطرد السعوديين ولكن أقنعتهما الحكومة البريطانية بممارسة ضبط النفس انتظارًا لمحاولات تسوية النزاع عن طريق التحكيم. تم التوصل إلى اتفاق وقف إطلاق النار في أكتوبر 1952. وزيادة بريطانيا قوتها العسكرية في المنطقة، مع 100 من عُمان وإمارات ساحل عُمان المتصالح (TOL، والتي عُرفت لاحقًا باسم كشافة ساحل عُمان المتصالح)، وهي قوة مدعومة من بريطانيا مقرها في الشارقة، 300 جندي من محمية عدن، 7 سيارات مدرعة و14 لاند روفر مدعومة بـ 4 قاذفات لانكستر (اثنان منها مقرهما في القاعدة الجوية البريطانية في الشارقة واثنتان في الحبانية)، 3 طائرات أنسون في البحرين وعدد من مقاتلات غلوستر ميتيور مقرها في الشارقة. هذه كانت مدعومة من فرقاطتين. استُخدمت هذه القوات لحصار الوحدة السعودية، مع محاولات تعزيز تحويل دعم قوافل الشاحنات وقطارات الجمال من المملكة العربية السعودية. أمرت قوات كشافة ساحل عُمان المتصالح بنزع سلاح أي سعودي يحاول شغل المحاصرين وإعادته إلى المملكة العربية السعودية.
تبين أن الضباط من عدن يمثلون مشكلة: لقد تم تجنيدهم على عجل لأن قوات كشافة ساحل عمان المتصالح لم تكن قوة كبيرة بما يكفي لإدارة حصار البريمي بشكل فعال، ووصلوا إلى قاعدة كشافة ساحل عمان المتصالح في الشارقة كقوة سيئة التدريب مع فساد القادة. تم استبدال ضابطهم بالرائد أوتو ثويتس، الذي سبق له تدريب مفرزة من عدن بنجاح. سرعان ما اندلعت الاضطرابات واكتشف أن الرجال كانوا يبيعون الذخيرة لرجال القبائل المحليين وكان بعضهم على اتصال بالسعوديين. أعاد ثويتس عددًا من الرجال إلى الشارقة، ولكن كان هناك المزيد من المتاعب بشأن مقتل مدني في محاولة لكسر الحصار. اندلع تمرد عندما قبض ثويتس على الرجال المعنيين، حيث أطلق عدد من جنود محمية عدن النار وضغطوا من أجل إطلاق سراح رفاقهم. أمر قائد المجندين الرجال بالعودة إلى مواقعهم وأرسل زعماء التمرد إلى الشارقة، ولكن وقعت حادثة أخرى عندما حاول ثويتس إرسال ضابط صف إلى الشارقة. رفض الرجل الذهاب، وفتح مع اثنين آخرين، النار على ثويتس، مما أدى إلى مقتله وضابط بريطاني آخر ومساعد أردني. بعد هدوء الوضع، تم إبعاد جنود محمية عدن وإعادتهم إلى عدن، تاركين وراءهم فراغًا كبيرًا تم ملؤه في النهاية من قبل شركة من القاعدة الجوية البريطانية.
بعد اتفاق التجميد في 30 يوليو 1954، تم الاتفاق على إحالة النزاع إلى محكمة تحكيم دولية. سمحت اتفاقية التحكيم بتواجد ضابط واحد وخمسة عشر رجلاً من كل من القوة السعودية وقبائل الإمارات المتصالحة في الواحة. تم تزويد القوات السعودية عن طريق الجو لأن أي طريق آخر كان غير عملي بالنسبة لهم. وكان من المقرر أن يتم التحكيم في جنيف.
في غضون ذلك، شرعت المملكة العربية السعودية في حملة رشوة للحصول على إعلانات الولاء القبلي التي ستستند إليها قضيتها. وقد امتدت هذه الحملة إلى الشيخ زايد بن سلطان آل نهيان، شقيق الشيخ شخبوط حاكم أبوظبي، وفي ذلك الوقت كان والي العين. تم الاتصال بزايد من قبل السعوديين، وعرضوا عليه 50% من العوائد النفطية في المنطقة، وسيارة جديدة و40،000 روبية. ثم عُرض عليه 400 مليون روبية، وفي الأخير، تم إبلاغه أن الممثل السعودي عبد الله القريشي يُر يد أن يهديه ثلاث مسدسات.
في عام 1955، بدأت إجراءات التحكيم في جنيف عندما اعترض المحكم البريطاني، السير ريدر بولارد، على محاولات المملكة العربية السعودية التأثير على المحكمة وانسحب - أحد القاضيين وقدم استقالته، والآخر هو الرئيس البلجيكي.
بالنظر إلى هذه الانتهاكات للاتفاقية، قررت الحكومة البريطانية من جانب واحد إلغاء اتفاقية التجميد والاستيلاء على الواحة في 25 أكتوبر 1955.
غزو البريمي.
خطط البريطانيون لاستخدام القوة الساحقة لإنهاء المسألة، وأرسلت 220 رجلاً، وسربان من طائرات كشافة ساحل عمان المتصالح ضد القوة السعودية الصغيرة. ومع ذلك، كانت العملية معقدة بسبب وجود أعداد كبيرة من البدو حول الواحة، بما في ذلك بني كعب من محضة تحت حكم الشيخ عبيد بن جمعة، الذين كانوا من رعايا مسقط لكنهم دعموا الشيخ راشد بن حمد من آلبو شامس، وهم أنفسهم كانوا قوة بارزة. وكان النعيم (وبني جابر والعزازنة وبني مزاحم)، تحت حكم الشيخ صقر النعيمي، مجهولة الحجم. كان الهدف من العملية هو إزاحة القوة السعودية بسرعة وإخراجها من المنطقة.
في 25 أكتوبر، سرعان ما استولى سكان ساحل عُمان المتصالح على الواحة وأسروا جميع أفراد الكتيبة السعودية الخمسة عشر تحت حكم الأمير السعودي بن نامي، الذي أصيب برصاصة وجرح طفيف عند محاولته مقاومة الاعتقال وإنقاذ صندوق يحتوي على حوالي 170.000 روبية. تم نقل القوة السعودية على متن طائرة تابعة لسلاح الجو الملكي فاليتا، والتي نقلتهم إلى الشارقة ثم إلى السعودية عن طريق البحر. وقعت معظم المعارك بعد استسلام السعوديين، حيث قامت القوة البدوية المكونة من حوالي 200 رجل بمقاومة حماسية لقوات ساحل عمان المتصالح. تم استدعاءطائرة أفرو لينكولن، لكن لم يستطيعوا استخدام مدافعها الرشاشة حيث كانت المنطقة مأهولة بالمدنيين.
كان الشيخ زايد وشقيقه الشيخ هزاع حاضرين أثناء الحدث ووافقوا على مساعدة البريطانيين على فتح المفاوضات مع شيوخ البدو، على الرغم من أنهم كانوا حذرين لأنهم لم يشاركوا في مشكلة عمانية - كانت القبائل تابعة لمسقط. ومع ذلك، كان لدى زايد أحد أكثر مستشاريه الموثوقين الذين يعملون خلف الكواليس في محاولة لوقف إطلاق النار بين بني كعب وآلبو شامس وكشافة ساحل عُمان.
كانوا كشافة ساحل عُمان يخططون لهجوم ليلي على مواقع البدو، عندما وصلت الساعة 11 مساءً، وصل الشيخ صقر والشيخ راشد إلى معسكر صغير أنشأه إدوارد هندرسون، وهو مسؤول تنفيذي في شركة نفط معروف للشيوخ الذين تم انتدابهم إلى كشافة ساحل عمان. تم التفاوض على وقف لإطلاق النار وأرسل الشيخان وعائلتهما وأقرب أتباعهم جواً إلى البحرين (بعدها إلى دمام).
ترك الشيخ صقر خلفه كنزًا، حوالي عشرة صناديق مربوطة بالنحاس مملوءة بعملات فضية تصل إلى حوالي 175000 روبية.
العَاقبَة.
بعد الصراع، قرر البريطانيون تقسيم أراضي واحة البريمي، والتخلي عن المناطق الواقعة تحت نعيم وآلبو شامس والبريمي وحماسة،
وضمها إلى عُمان والأراضي الواقعة تحت يد الشيخ زايد، بما في ذلك قرية العين، إلى إمارة أبو أبوظبي.
استمر الخلاف والجدل لسنوات عديدة قادمة حتى تمت تسويته في عام 1974 بموجب اتفاقية، عُرفت باسم اتفاقية جدة 1974
، بين الشيخ زايد (رئيس الإمارات العربية المتحدة آنذاك) والملك فيصل.
دوائر المؤقتات أو دوائر المزمنات هي دوائر كهربية أساسية لعمل الدوائر المنطقية، وللتحكم في الدوائر المنطقية، فإن إشارة الساعة (Clock signal) أو إشارة التزامن تكون موزعة خلال النظام الرقمي، وهذه الإشارة يمكن توليدها عن طريق مولد نبضات، وهذه الإشارة الحادة (sharp) عند الحافة الموجبة (Positive Edge) والحادة عند السالبة (Negative Edge) تستخدم للتحكم في تتابع العمليات في الدوائر الرقمية.
ودوائر S-R ،D-Type, J-K كلها تعتبر أمثلة على متعدد الاهتزازات ثنائي الاستقرار (Bistable Multi-vibrator) وسوف نناقش في هذه الدراسة متعدد الاهتزازات غير المستقر (A-Stable Multi-vibrator) والذي ليس له حالة مستقرة وعادة ما يستخدم كمولد للنبضات، والنوع الثالث لمتعدد الاهتزازات هو أحادي الاستقرار (Constable Multi-vibrator) الذي يولد نبضة مستطيلة (Rectangular Pulse) لها عرض ثابت (Fixed Duration).
دوائر متعدد الاهتزازات غير المستقر Astable.
دائرة متعدد الاهتزازات غير المستقر والذي يطلق عليه أحيانا اسم طليق الحركة (Free running) يمكن بنائه من الترانزستورات كما هو موضح في الشكل، أو باستخدام البوابات المنطقية من نوع (Schmitt-trigger) ليعمل كمولد نبضات.
شرح عمل دائرة البوابات:
عندما يوصل مصدر القدرة أولا إلى هذه الدائرة، فان المكثف لا يحتوي على شحنة والجهد عليه يساوي (0)، وهذا المستوى (Low) يتم عكسه عن طريق بوابة العاكس (Not) فيعطي خرج (High). المكثف (C) يبدأ في الشحن من خلال المقاومة (R)، وبزيادة الشحنة الموجب على المكثف بعد فترة من الزمن والذي يعتمد على قيمة كل من R, C لتصل هذه الشحنة إلى الحد الكافي ليمثل الدخل (High) على العاكس. هذا الدخل سوف يتسبب في جعل خرج العاكس (Low)، وبالتالي فان المكثف يبدأ بالتفريغ. وعندما تصل الشحنة على المكثف إلى المستوى (Low)، فان العاكس سوف يعطي في الخرج (High). وبالتالي تكرر الدورة مرة أخرى.
دائرة متعدد الاهتزازات أحادي الاستقرار Monostable.
دائرة متعدد الاهتزازات أحادي الاستقرار هي دائرة تستقر على حالة ما إلى ان يتم عمل تغيير لحالتها فتستقر على الحالة الجديدة، وهكذا.
شرح عمل الدائرة:
فعندما تكون نبضة القادح (Trigger) في المستوى (Low), وفي نفس الوقت الخرج Q يساوي (Low), فان الخرج من البوابة Nor يكون (High) وبناء عليه فان الخرج من دائرة العاكس يكون (Low) تاركا الدائرة في هذه الحالة المستقرة.
وعندما تكون نبضة القادح (High) تتسبب في جعل خرج البوابة Nor في الوضع (Low), وهذا الانتقال من (High) إلى (Low) لخرج البوابة Nor, مرتبط بدخل دائرة العاكس عن طريق المكثف, والذي يعطي (High) على طرف الخرج Q كما هو موضح من الرسم البياني للنبضات في الشكل. هذا الخرج Q يغذي خلفيا إلى الدخل الآخر للبوابة Nor ويحافظ على خرج البوابة في الوضع (Low) حتى بعد انتهاء نبضة القادح.
ملف:احادي-الاهتزاز.gif
خرج البوابة Nor سوف يجعل هنالك فرق جهد حول شبكة المقاومة والمكثف (Resistor-capacitor network), وبناء على ذلك فان المكثف سوف يبدأ في الشحن، وبعد فترة من الزمن تعتمد على قيمة كل من المكثف C والمقاومة R, فان الشحنة على المكثف تكون كافية لجعل دخل العاكس في المستوى (High) وعليه فان العاكس يصبح خرجه (Low)
وتنتهي نبضة الخرج Q.
دائرة المزمن 555.
تعتبر دائرة المزمن 555 من أغلب دوائر المزمنات استخداما وذلك لرخص ثمنها، وهي موجودة على هيئة شريحة (IC) لها ثماني أطراف كما في الشكل، والرقم 555 مستنتج من مقسم الجهد الموجود بالدائرة داخل الشريحة، والذي يتكون من ثلاث مقاومات قيم كل منها 5kΩ.
وهو مزمن عام يمكن أن يعمل في وضعين للتشغيل، أحدهما الوضع غير المستقر (Astable mode) والآخر الوضع الأحادي الاستقرار (Mono-stable mode).
المزمنات 555 كمتعدد الإهتزازات غير المستقر.
الشكل المرفق يوضح كيفية توصيل المزمن 555 ليعمل في وضع التشغيل غير المستقر (A-stable) أو ما يطلق عليه طليق الحركة (Free Running). أشكال الموجات الموضحة في الشكل تبين لنا كيفية الشحن والتفريغ للمكثف C المتصل خارجيا بالشريحة، وكيف أن جهد الخرج يتغير ما بين +Vcc (قيمة جهد المنبع) وبين (0).
ولشرح كيفية عمل الدائرة نفرض أن الخرج لدائرة القلاب S-R في الوضع (High) ]الزمن T1 في شكل الخرج[. وهذا الخرج لدائرة القلاب سوف يعكس إلى الوضع (Low) مما يجعل ترانزستور التفريغ الداخلي (Discharge Transistor) في الوضع off.
ومع وجود هذا الترانزيستور في الوضع،OFF فإن المكثف الخارجي (C) يبدأ في الشحن في اتجاه +Vcc من خلال المقاومتان RA,RB. وعند الزمن،T2 فإن الشحنة الموجودة على المكثف تصل إلى Vcc3 ∕2, وبناء عليه فإن خرج دائرة المقارن A سيكون (High), لأن الجهد على طرفه الآخر هو Vcc3 ∕1 ويجعل دائرة القلاب في الوضع (Reset) وتصبح Q=0. وهذا يجعل الخرج (طرف 3) للمزمن 555 في المستوى (Low), وبالتالي فإن قاعدة ترانزيستور التفريغ تصبح (High), مم يجعله في الوضع.On
ومع وجود هذا الوضع في الترانزستور في الوضع ON فان المكثف C يبدأ في تفريغ شحنته. عند الزمن T3, تكون الشحنة عل المكثف قد وصلت إلى Vcc 3∕1ونتيجة لذلك فان خرج المقارن B سيكون في المستوى (High) ويضع دائرة القلاب S-R في الحالة (set) وتكون Q=1, أو عودتها إلى الحالة الأصلية لها. ترانزستور التفريغ مرة أخرى يكون في الوضع Off, ويسمح للمكثف C بالشحن وتتكرر الدورة.
وكما نرى من الشكل أن المكثف C يشحن خلال مقاومتين RA, RB إلى الجهد 2/3Vcc، ويفرغ خلال المقاومة RB إلى الجهد 1/3Vcc. ويمكن حساب الزمن tp (Positive time) عن طريق العلاقة:
Tp=0.7(RA+RB)C
والزمن Tn (negative time) يمكن حسابه عن طريق العلاقة:
tn=0.7RB*C
وعليه يكون الزمن T (زمن الدورة الكاملة) هو مجموع الزمن tp, الزمن tn
T = tp+tn =0.7(RA+2RB)C
ويمكن حساب تردد الخرج للمزمن 555 باستخدام العلاقة:
f=1/T=1/0.7(RA+2RB)C
ويمكن وضع العلاقة السابقة على ملف:
f=1.43/(RA+RB)C
المزمن كمتعدد الاهتزازات أحادي الإستقرار Mono-stable.
الشكل يوضح كيفية توصيل المزمن 555 ليعمل كمتعدد الاهتزازات أحادي الاستقرار أو ما يطلق عليه (one-shot). والأشكال الموجية في الشكل تبين علاقة الزمن لكل من دخل القادح (Input-trigger), شحن وتفريغ المكثف، والخرج النهائي للمزمن 555 عرض نبضة(Pw) يتعمد على قيم المكونات الخارجية RA,C.
عند الزمن T1, دائرة القلاب S-R تكون في حالة (Reset) وبناء عليه يكون خرجها (Low) أي Q=0. هذا الخرج (Low) من دائرة القلاب S-R يعكس عن طريق دائرة العاكس، ثم يعكس ويعزل (inverted and buffered) عن طريق المرحلة الأخيرة، ليكون الخرج للمزمن على الطرف (3) يساوي V0 أو (Low).
الخرج (Low) من دائرة القلاب S-R سوف يعكس ويظهر كدخل (High) على قاعدة ترانزستور التفريغ، فيكون في الوضع On, وبذلك يعمل الترانزستور كمسار لتفريغ المكثف إلى الأرض.
عند الزمن T2, تطبق نبضة القادح (Trigger) على الطرف (2) لدائرة المزمن 555 أحادي الاستقرار. هذه السالبة سوف تجعل الدخل السالب للمقارن B يقل Vcc3∕1, وبذلك يكون خرج المقارن B يساوي (High), ويضع دائرة القلاب S-R في الوضع (Set) أي أن الخرج Q=1. هذا الخرج (High) من دائرة القلاب S-R سوف يجعل الخرج النهائي على طرف (3) للمزمن 555 في الوضع (High) ويعمل على جعل ترانزستور التفريغ في الحالة OFF.
وعند هذه اللحظة يبدأ المكثف C في الشحن من خلال المقاومة Ra في اتجاه +Vcc كما نرى من خلال الشكل. خرج المزمن 555 يظل كما هو في الوضع (High) حتى تصل الشحنة على المكثف إلى أكثر من Vcc3∕2. فعند هذه اللحظة (T3)، فان خرج المقارن A سوف يكون (High), ويعمل على وضع دائرة القلاب S-R في الوضع (Reset), ويجعل أيضا الخرج للمزمن على الطرف (3) في الحالة (Low), وكذلك يضع ترانزستور التفريغ في الحالة On وبالتالي يبدأ المكثف C في تفريغ شحنته.
والدائرة سوف تظل في هذه الحالة المستقرة حتى تصل نبضة القادح الجديدة وذلك لتكرار الدورة مرة أخرى.
الحافة الموجبة(Leading edge) لنبضة الخرج تحدث عن طريق نبضة القادح، بينما الحافة السالبة (Trailing edge) لنبضة الخرج تعتمد على زمن الشحن للمكثف C من خلال المقاومة RA والذي بدوره يعتمد على قيم هذه المكونات. ويمكن حساب عرض نبضة الخرج من العلاقة التالية:
Pw=1.1*RA*C
هذا مسرد لمختلف الوسائل المستعملة في قدح الدارات الرقمية بواسطة الجبهة .
قدح الدارات الرقمية بالجبهة.
يستخدم مفهوم القدح في مختلف الأنظمة الرقمية وخاصة الأنظمة الرقمية التتابعية (sequential digital systems)
مثل عناصر الذاكرة (memory elements) والعدادات (counters) والمسجلات(registers) إلا أن القدح
يتم عمليا على العناصر الأساسية في تلك الأنظمة وهي القلابات (flip-flops).
إن فكرة القدح هي نفسها فكرة تمكين دارة ما أو عدم تمكينها عن طريق مدخل تمكين لها حيث إن الدارة تمارس عملها الطبيعي (الخرج يتأثر بالدخل)عندما يأخذ هذا الدخل قيمة معينة هي القيمة النشطة (active value) أما في حال كانت قيمة هذا المدخل هي القيمة المغايرة فان الخرج عندها لن يتأثر بالدخل في هذه الحالة.
مثال توضيحي للقدح.
إن ابسط مثال عن القدح هو دارة لها دخل(S) وخرجها (Q),
ندخل (S) إلى دارة AND وندخل معها مدخل تمكين (Enable Input) نسميه(T) ثم ندخل خرج AND إلى الدارة الأساسية circuit.
في حال كان T=1 فان الخرج Q سوف يكون تابعا للدخلS إما إذا كان T=0 فان الخرج Q لن يكون تابعا للدخل S وإنما سيكون تابعا للقيمة(0)، فإذا كانت الدارة circuit دار ة تتابعية تحافظ على قيمة خرجها عندما يكون دخلها مساويا للصفر, فإننا نكون قد منعنا إمكانية تغير الخرج طالما كان T=0.
يستفاد من الفكرة السابقة في تصميم أنظمة رقمية تحوي عناصر ذاكرة حيث يكون من الضروري تغيير حالات عناصر الذاكرة فقط خلال فواصل زمنية محددة, ونستخدم لهذه الغاية القدح بواسطة مولد نبضات ذو تردد معين يطلق عليه في هذه الحالة اسم clock
ويستفاد من القدح بواسطة ال(clock)في بناء الأنظمة الرقمية التتابعة .
أنواع القدح في الدارات الرقمية.
-القدح بالجبهة الصاعدة.
في حال كانت القيمة النشطة لل(clock) أو لمدخل القدح هي الانتقال من (0) إلى (1) عندئذ نسمي القدح قدحا بالجبهة الصاعدة.
-القدح بالجبهة الهابطة.
في حال كانت القيمة النشطة لل(clock) أو لمدخل القدح هي الانتقال من (1) إلى (0) عندئذ نسمي القدح قدحا بالجبهة الهابطة.
وأحيانا يستفاد من الجبهتين معا في دارة واحدة مثل دارة القلاب JK (سيد-عبد).
أساسيات المنطق الرقمي written by Stephen Broun and Zvonko vraneisc ،uneversity of Toronto ،publeshed by McGraw-Hill
تزامن الدارات الرقمية
سِجِلّ الأعلام -يسمى أيضًا " يجل كود الشروط " (condition code register)- هو عبارة عن بتّات مستقلّة بعضها عن بعض منطقيًا وهي تسمّى "أعلام" في معظم الأحيان. الأعلام تستنبط من المِعْمَلات (operands) ونتيجة عملية (result of an operation)؛ وهي تبرز حالة وحدة الحسابيات والمنطق (arithmetic logic unit) بعد تنفيذ عملية هي لا تُغيَّر عن طريق تنفيذ عمليات حسابياتية أو منطقية من خلال وحدة الحسابيات والمنطق فقط، بل تتأثّر أيضًا من أجل أوامر أخرى التي لا تُظهر فرديًا الارتباط المنطقي بين العملية والأعلام بشكل مباشر.
يتألف سجل الاعلام من 32 بت ويقسم إلى ثلاثة أقسام رئيسية:
1- أعلام الحالة STATUS FLAGS
2- علم التحكم DIRECTION FLAG
3- مجموعة من أعلام النظام GROUP OF SYSTEM FLAGS
البتات من 1,3,5,15&amp;22to31 محجوزة يجب أن لا تعتمد البرامج على أي من حالة هذه الخانات.
بعض اللعلام في سجل الاعلام يمكن أن تعرف بشكل مباشر باستخدام بعض التعليمات الخاصة كما أنه لا يوجد تعليمات تفحص كامل سجل الاعلام بشكل مباشر.
التعليمات التالية يمكن أن تستخدم لنقل مجموعة من الاعلام من وإلى روتينات البرنامج وذلك عن طريق الروتين المخصص للتعامل مع المكدس أو مع المكدس EAX:
LAHF,SAHF,PUSHF,PUSHD,POPF,and POPFD.
بعد ترحيل محتوى سجل الاعلام إلى المكدس يمكن التعامل معه وفحصه باستخدام تعليمات بتات التحكم
BT,BTS,BTR,BTC
عندما يتم إيقاف المهمة باستخدام خاصية المهام المتعددة للمعالج يقوم المعالج بشكل تلقائي بحفظ حالة سجل الاعلام في قسم حالة المهمة من أجل بدء وضع التوقف لهذه المهمة.
عند العودة إلى استئناف هذه المهمة يقوم المعالج باعادة تحميل سجل الاعلام بالمعلومات اللازمة من الTSS
عند طلب المقاطعة أ روتين المسك الاستثنائي يقوم المعالج بشكل تلقائي بحفظ الحالة في روتين خدمة المكدس وعندما يتم تبديل المقاطعة أو الروتين الاستثنائي عن طريق تبديل المهام ومن ثم تم حفظها في TSS.
أعلام الحالة STATUS FLAGS.
بتات أعلام الحالة هي (0,2,4,6,7,11) من سجل الاعلام وهي تتأثر بالتعليمات الحسابية مثل الجمع add والطرح sub والضرب mult والقسمة div وهذه الاعلام:
علم الحمل.
وهي في حالة واحد منطقي cf =1 إذا كانت ناتج العملية الحسابية هناك حمل أو اقتراض من الخانة الأكثر أهمية وإلا فهي صفر منطقي.
وهو يطابق شرط حمل الطفحان في العمليات الحسابية على الاعداد الصحيحة غير المؤشرة ويستخدم في حسابيات الدقة المضاعفة Multiple Precision arithmetic
علم الازدواجية PARITY FLAG.
واحد منطقي إذا كان عدد الواحدات في البايت السفلي من الناتج عددا زوجيا والا فصفر منطقي
علم الضبط AUXILIARY FLAG.
يكون في حالة واحد منطقي إذا كان هنالك حمل أو اقتراض من الخانة الثالثة إلى الخانة الرابعة من النبل السفلي للناتج وصفر فيما عدا ذلك ويستخدم مع التعليمات الحساية المطبقة على ال BCD.
علم التصفير ZERO FLAG.
يكون في حالة واحد منطقيZF=1 إذا كان الناتج صفرا وصفر فيما عدا ذلك ZF=0.
علم الإشارة SIGN FLAG.
مطابق للخانة الأكثر أهمية للناتج وهي خانة الإشارة للأعداد الصحيحة المؤشرة
إذا كانت SF=0 فالعدد موجب أما إذا كانت SF=1 فالعدد سالب.
علم الطفحان OVERFLOW FLAG.
يكون في حالة واحد منطقيOF=1 إذا كان العدد الصحيح الناتج موجب كبير جدا أو عدد سالب صغير جدا بحيث لا تتسع خانات المستقر باستثناء خانة الإشارة أي أن الطفحان يحدث من الخانة ما فيل الأخيرة إلى الخانة الأخيرة الأكثر وهي خانة الإشارة ويكون صفر عندما لا يكون هنالك طفحان من الخانة قبل الأخيرة إلى الخانة الأخيرة، إذا فهو متعلق بشرط الطفحان في الاعداد الصحيحة المؤشرة.
في أعلام الحالة هذه فقط علم الحمل يمكن أن يعرف بشكل مباشر أي يتم الولج إليه مباشرة باستخدام التعليمات STC,CLC,CMC كذلك باستخدام تعليمات الخاصة بالبت BT,BTS,BTR,BTC حيث تقوم نسخ بت معين إلى الCF.
تتأثر اعلام الحالة بالعمليات الحسابية على الاعداد الصحيحة المؤشرة والغير مؤشرة و BCD الصحيحة.
علم التحكم DIRECTION FLAG.