Na lógica binária os dois níveis são lógicos alto e baixo, que geralmente correspondem aos números binários 1 e 0 respectivamente. Os sinais com um destes dois níveis podem ser usados em álgebra booleana para desenho ou análise de circuitos digitais.
Active stateEdit
O uso do nível de tensão mais alto ou mais baixo para representar qualquer um dos estados lógicos é arbitrário. As duas opções são activa alta e activa baixa. Os estados activo-alto e activo-baixo podem ser misturados à vontade: por exemplo, um circuito integrado de memória só de leitura pode ter um sinal de selecção do chip que é activo-baixo, mas os dados e os bits de endereço são convencionalmente activos-altos. Ocasionalmente, um desenho lógico é simplificado invertendo a escolha do nível activo (ver as leis de De Morgan).
| Active-sinal baixo | ||
|---|---|---|
| Logical high | 1 | 0 |
| Logical low | 0 | 1 |
O nome de um activo-O sinal baixo é historicamente escrito com uma barra por cima para o distinguir de um sinal activo-alto. Por exemplo, o nome Q, leia-se “Barra Q” ou “Q não”, representa um sinal activo-baixo. As convenções geralmente utilizadas são:
- a barra acima (Q)
- a barra principal (/Q)
- a prefixo ou sufixo em minúsculas n (nQ ou Q_n)
- a barra acima # (Q#), ou
- um sufixo “_B” ou “_L” (Q_B ou Q_L).
Muitos sinais de controlo em electrónica são sinais activos-baixos (geralmente linhas de reset, linhas de selecção de chip e assim por diante). Famílias lógicas como a TTL podem afundar mais corrente do que a sua fonte, pelo que a ventilação e a imunidade ao ruído aumentam. Também permite a lógica wired-OR se os portões lógicos forem de colector aberto/aberto-descarga com uma resistência de tracção. Exemplos disto são o barramento I²C e o Controller Area Network (CAN),e o PCI Local Bus.
Alguns sinais têm um significado em ambos os estados e a notação pode indicar tal. Por exemplo, é comum ter uma linha de leitura/escrita designada R/W, indicando que o sinal é alto no caso de uma leitura e baixo no caso de uma escrita.
Níveis de tensão lógicaEditar
Os dois estados lógicos são normalmente representados por duas tensões diferentes, mas duas correntes diferentes são usadas em alguma sinalização lógica, como a interface de laço de corrente digital e a lógica de corrente-modo. Os limiares alto e baixo são especificados para cada família de lógicas. Quando abaixo do limiar baixo, o sinal é “baixo”. Quando acima do limiar alto, o sinal é “alto”. Os níveis intermédios são indefinidos, resultando num comportamento de circuito altamente específico de implementação.
É habitual permitir alguma tolerância nos níveis de tensão utilizados; por exemplo, 0 a 2 volts pode representar a lógica 0, e 3 a 5 volts a lógica 1. Uma tensão de 2 a 3 volts seria inválida e ocorreria apenas numa condição de falha ou durante uma transição de nível lógico. Contudo, poucos circuitos lógicos podem detectar uma tal condição, e a maioria dos dispositivos interpretará o sinal simplesmente como alto ou baixo de uma forma indefinida ou específica do dispositivo. Alguns dispositivos lógicos incorporam entradas de disparo Schmitt, cujo comportamento é muito melhor definido na região do limiar e têm maior resiliência a pequenas variações na tensão de entrada. O problema do projectista do circuito é evitar circunstâncias que produzem níveis intermédios, de modo a que o circuito se comporte de forma previsível.
| Tecnologia | L tensão | H voltagem | |
|---|---|---|---|
| CMOS | 0 V a 1/3 VDD | 2/3 VDD a VDD | VDD = tensão de alimentação |
| TTL | 0 V a 0.8 V | 2 V a VCC | VCC = 5 V ±10% |
Inicialmente todos os circuitos digitais usam um nível lógico consistente para todos os sinais internos. Esse nível, contudo, varia de um sistema para outro. A interligação de quaisquer duas famílias lógicas requer muitas vezes técnicas especiais, tais como resistências de tracção adicionais ou circuitos de interface propositadamente construídos, conhecidos como deslocadores de nível. Um deslocador de nível liga um circuito digital que usa um nível lógico a outro circuito digital que usa outro nível lógico. Muitas vezes são utilizados dois níveis, um em cada sistema: Um condutor de linha converte de níveis lógicos internos para níveis de linha de interface padrão; um receptor de linha converte de níveis de interface para níveis de tensão internos.
Por exemplo, os níveis TTL são diferentes dos do CMOS. Geralmente, uma saída TTL não sobe suficientemente alto para ser reconhecida de forma fiável como uma lógica 1 por uma entrada CMOS, especialmente se estiver apenas ligada a uma entrada CMOS de alta impedância de entrada que não fornece corrente significativa. Este problema foi resolvido com a invenção da família de dispositivos 74HCT que utiliza tecnologia CMOS, mas com níveis de lógica de entrada TTL. Estes dispositivos funcionam apenas com uma fonte de alimentação de 5 V.