Digital elektronik CL0090

Relevanta dokument
EDA Digital och Datorteknik 2009/2010

EDA Digital och Datorteknik 2010/2011

Switchnätsalgebra. Negation, ICKE NOT-grind (Inverterare) Konjunktion, OCH AND-grind. Disjunktion, ELLER OR-grind

Maurice Karnaugh. Karnaugh-diagrammet gör det enkelt att minimera Boolska uttryck! William Sandqvist

Mintermer. SP-form med tre mintermer. William Sandqvist

IE1205 Digital Design: F4 : Karnaugh-diagrammet, två- och fler-nivå minimering

IE1204 Digital Design

Laboration D181. ELEKTRONIK Digitalteknik. Kombinatoriska kretsar, HCMOS v 2.1

Digital Design IE1204

Facit till övningsuppgifter Kapitel 4 Kombinatoriska nät Rita in funktionen i ett Karnaughdiagram och minimera

Switch. En switch har två lägen. Sluten/Till (Closed/On) Öppen/Från (Open/Off) Sluten. Öppen. Symbol. William Sandqvist

Hambley avsnitt 12.7 (7.3 för den som vill läsa lite mer om grindar) sann 1 falsk 0

Digital Design IE1204

Laboration D151. Kombinatoriska kretsar, HCMOS. Namn: Datum: Epostadr: Kurs:

Definition av kombinatorisk logik Olika sätt att representera kombinatorisk logik Minimering av logiska uttryck

Digital- och datorteknik

Digital- och datorteknik

IE1205 Digital Design. F2 : Logiska Grindar och Kretsar, Boolesk Algebra. Fredrik Jonsson KTH/ICT/ES

Styrteknik: Grundläggande logiska funktioner D2:1

Digital- och datorteknik

DIGITALTEKNIK. Laboration D173. Grundläggande digital logik

F5 Introduktion till digitalteknik

Digital elektronik CL0090

Sanningstabell. En logisk funktion kan också beskrivas genom en sanningstabell (truth table) 1 står för sann (true) 0 står för falsk (false)

Kombinationskretsar. Föreläsning 4 Digitalteknik Mattias Krysander Institutionen för systemteknik

Digital- och datorteknik

Grundläggande digitalteknik

Grundläggande Datorteknik Digital- och datorteknik

Föreläsning 4/11. Lite om logiska operationer. Hambley avsnitt 12.7, 14.1 (7.3 för den som vill läsa lite mer om grindar)

TSIU05 Digitalteknik. LAB1 Kombinatorik LAB2 Sekvensnät LAB3 System

Elektronik grundkurs Laboration 6: Logikkretsar

SMD033 Digitalteknik. Digitalteknik F1 bild 1

Tentamen i IE1204/5 Digital Design onsdagen den 5/

En bijektion mellan två mängder A och B som har ändligt antal element kan finnas endast om mängderna har samma antal element.

Digital- och datorteknik

5:2 Digitalteknik Boolesk algebra. Inledning OCH-funktionen

Laborationshandledning för mätteknik

Kursens mål: Grundläggande Datorteknik. Kursens Hemsida. Fatta hur en dator är uppbyggd (HDW) Fatta hur du du programmerar den (SW)

T1-modulen Lektionerna Radioamatörkurs OH6AG OH6AG. Bearbetning och översättning: Thomas Anderssén, OH6NT Heikki Lahtivirta, OH2LH

Tentamen i Digital Design

Grindar och transistorer

Digital elektronik CL0090

Lösningsförslag till tentamen i Digitalteknik, TSEA22

Du har följande material: 1 Kopplingsdäck 2 LM339 4 komparatorer i vardera kapsel. ( ELFA art.nr datablad finns )

DIGITALTEKNIK I. Laboration DE1. Kombinatoriska nät och kretsar

F5 Introduktion till digitalteknik

Exempel på tentamensfrågor Digitalteknik

TSEA22 Digitalteknik 2019!

DIGITALTEKNIK. Laboration D161. Kombinatoriska kretsar och nät

Undersökning av logiknivåer (V I

Kortlaboration DIK. Digitalteknik, kombinatorik.

Laboration i digitalteknik Introduktion till digitalteknik

INNEHÅLL. Inledning...1. Talsystem...2. Logiska funktioner Logiska kretsar i praktiken Elektrostatisk urladdning (ESD)...

Laborationshandledning

Tentamen med lösningar i IE1204/5 Digital Design Måndag 27/

Tentamen i IE1204/5 Digital Design onsdagen den 5/

Laboration Kombinatoriska kretsar

Tentamen. TSEA22 Digitalteknik 5 juni, 2015, kl

Transistorn en omkopplare utan rörliga delar

Laboration 6. A/D- och D/A-omvandling. Lunds universitet / Fakultet / Institution / Enhet / Dokument / Datum

Tentamen i IE1204/5 Digital Design måndagen den 15/

Digital Design IE1204

Digital Design IE1204

Lösningförslag till Exempel på tentamensfrågor Digitalteknik I.

Tentamen med lösningar för IE1204/5 Digital Design Torsdag 15/

Laboration Kombinatoriska kretsar

Digital- och datorteknik

Tentamen i Digitalteknik 5p

Digitalteknik syntes Arne Linde 2012

Digitalteknik TSIU05 Laborationer

DIGITALTEKNIK I. Laboration DE2. Sekvensnät och sekvenskretsar

Digital- och datorteknik

Föreläsningsanteckningar och övningar till logik mängdlära Boolesk algebra

Laboration 1: Styrning av lysdioder med en spänning

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

IE1204/IE1205 Digital Design

IE1204 Digital Design

Digital Design IE1204

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

Tentamen i IE1204/5 Digital Design Torsdag 29/

Laborationshandledning

Introduktion till syntesverktyget Altera Max+PlusII

Tentamen i Digitalteknik, EITF65

Y=konstant V 1. x=konstant. TANGENTPLAN OCH NORMALVEKTOR TILL YTAN z = f ( x, LINEARISERING NORMALVEKTOR (NORMALRIKTNING) TILL YTAN.

F1: Introduktion Digitalkonstruktion II, 4p. Digital IC konstruktion. Integrerad krets. System. Algorithm - Architecture. Arithmetic X 2.

Digital och Datorteknik. Kursens mål: Kursens mål: Dator teknik. Digital teknik. Digital teknik Dator teknik. Dig o Dat = DoD

Repetition TSIU05 Digitalteknik Di/EL. Michael Josefsson

Institutionen för systemteknik, ISY, LiTH. Tentamen i. Tid: kl

Digital- och datorteknik

Systemkonstruktion LABORATION LOGIK

Tenta i Digitalteknik

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet

Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 4 Operationsförstärkare

Föreläsningsanteckningar och övningar till logik mängdlära

Ett urval D/A- och A/D-omvandlare

DIGITALTEKNIK. Laboration D164. Logiska funktioner med mikroprocessor Kombinatoriska funktioner med PIC16F84 Sekvensfunktioner med PIC16F84

Experiment med schmittrigger

Quine McCluskys algoritm

TENTAMENSUPPGIFTER I ELEKTROTEKNIK

Transkript:

Digital elektronik CL0090 Föreläsning 2 2007-0-25 08.5 2.00 Naos De logiska unktionerna implementeras i grindar. Här visas de vanligaste. Svenska IEC standard SS IEC 87-2 Amerikanska ANSI/IEEE Std.9.984 AND NAND OR NOR XOR NOT Insignalen inns på vänster sida av smbolen, oh utsignalen på högra sidan. Antalet ingångar är inte begränsat till två, utan kan vara hur många som helst. Praktiskt så inns eempelvis NAND- grinden med : 2 ingångar 7400 3 ingångar 740 4 ingångar 7420 8 ingångar 7430 2007-0-25 F2_2007 /4

Teas Instruments introduerade i mitten av 60-talet logikamiljen TTL. Transistor Transistor Logi Denna amilj av kretsar blev industristandard. Kretsar av denna tp tillverkas nu i många olika utöranden av många tillverkare. Den enklaste kretsen är 7400 Quad 2-input NAND gate. Denna innehåller ra NANDgrindar som var oh en har två ingångar oh en utgång. Detta blir 2 anslutningar. Dessutom måste innas anslutningar ör matningsspänning oh jord. TTL-kretsen 7400 inns i en kapsel med 4 ben. Anslutningarna är alltid densamma oberoende av tillverkare. Kapseln sedd rån ovansidan. 4 3 2 0 9 8 2 3 4 5 6 7 Numreringen sker alltid motsols oh börjar med nummer ett vid den markerade priken. Otast en ördjupning i kapseln. A B Y Grind In A oh B Ut Y oh 2 3 2 4 oh 5 6 3 0 oh 9 8 4 2 oh 3 V matningsspänning 5.0 V pin 4 Jord 0 V pin 7 2007-0-25 F2_2007 2/4

Spänningsnivåerna är standardiserade. Dessa är valda så att man säkert skall kunna koppla ihop grindar. En logisk nivå på en utgång skall säkert uppattas om den kopplas till en ingång på en annan grind. Spänning på utgången 5.0 5.0 Spänning på ingången 2.4 2.0 0.4 0.8 I iguren ovan ser Du att en logisk etta på utgången kan vara i spänningsintervallet 5.0 V till 2.4 V. Nästa krets kommer alltid att uppatta detta som en etta. Det inns okså en marginal på 0.4 V Området mellan 0.4 V till 2.4 V ör utgången kallas ett örbjudet område. För ingångarna är det örbjudna området 0.8 till 2.0 V. Om en pinne år en spänning i dessa områden kan man inte grantera korrekt logisk unktion. Alla insignaler måste vara anslutna till något som kan vara en säker etta eller nolla. Konstruktionen av kretsarna är sådan att om en ingång inte anslutes till något, så kommer den normalt att uppattas som en etta. Detta är inte alldeles givet. Störningar omkring kretsen gör att en oansluten pinne kan å etta eller nolla på ett slumpmässigt sätt. Det är en källa till el. En annan sak som är ett vanligt el, är att jord inte är ordentligt ansluten. Alla spänningsnivåer är deinierade gentemot jord. Därör är det viktigt att denna nivå är stabil. 2007-0-25 F2_2007 3/4

XOR- grinden ungerar på öljande sätt: A B UT Ingångar Utgång A B UT 0 0 0 0 0 0 XOR-grinden kan användas som en strbar inverterare. S X UT Låt S vara en strsignal. Då kommer UT att vara X då S 0 UT X då S En XOR-grind med lera ingångar ungerar okså som en paritetsbitgenerator. Då antalet ettor på ingångssidan är ett jämt tal är utgången noll. Är antalet ettor i insignalen udda kommer man att å en etta som utsignal. Boolsk algebra Man använder öljande betekningar: AND OR NOT Invertering är ett vågrätt strek över uttrket. En del skriver Det sista sättet används ibland ör det är enklare tpograiskt. 2007-0-25 F2_2007 4/4

De Morgans teorem Inverteringsstreket ungerar som en parentes. Man kan skriva: Observera att inte är samma sak som Eempel Förenkla börja innirån är noll 2007-0-25 F2_2007 5/4

Sanningstabeller oh Karnaughdiagram Båda innehåller samma inormation. Karnaughdiagram gör att man lättare kan se samband. Vi börjar med AND-unktionen ör två variabler. A B UT Sanningstabell Ingångar Utgång A B UT 0 0 0 0 0 0 0 Karnaughdiagram B A 0 0 0 0 0 Funktionen UT kan skrivas som summan av ra mintermer. Alla utom en är noll. UT A B 0 A B 0 A B 0 A B A B UT m 0 m 0 m 0 m m 0 2 3 Antag nu att vi har en krets med tre ingångar 3 A B C kombinatorisk krets FA,B,C 2007-0-25 F2_2007 6/4

Sanningstabell Karnaughdiagram Ingångar Utgång A B C FA,B,C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 AB C 0 00 0 0 0 0 Det är ortarande samma inormation i de två ramställningarna, men i Karnaughdiagrammet ser man direkt att om A oh B0 så kommer unktionen att vara noll oberoende av värdet på C. Det inns mer inormation att hämta. Ettor som ligger bredvid varandra kan ringas in. AB C 0 00 0 0 0 0 Funktionen kan skrivas som F A, B, C A A B Genom att utnttja ettorna vid AB 0 två gånger kan man örenkla unktionen tterligare 2007-0-25 F2_2007 7/4

AB C 0 00 0 0 0 0 Funktionen kan okså skrivas som: F A, B, C A B Rita ett Karnaughdiagram ör unktionen a b a b Denna unktion är skriven i SP-orm, vilket medör att det är möjligt att direkt göra ett Karnaughdiagram. Om unktionen uttrkts som a b så kan man inte direkt skriva in den i ett Karnaughdiagram. Man måste örst omorma unktionen med de Morgans lagar. Diagrammen kan ritas på olika sätt ab 0 00 0 0 0 0 0 0 0 a b 0 0 a b 0 0 a b 0 a b b b 00 0 0 00 0 0 a 0 0 0 0 0 a 0 0 0 0 0 0 0 2007-0-25 F2_2007 8/4

Alla ramställningar leder till samma resultat. Funktionen kan örenklas till a b a Karnaughdiagram med ra variabler. ab d 00 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Motsvarar unktionen a b b ab d 00 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Motsvarar unktionen b b ab d 00 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Motsvarar unktionen b d a b d 2007-0-25 F2_2007 9/4

ab d 00 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Motsvarar unktionen a a Om man istället gör en inringning av nollorna år man unktionens invers. a a a a a a a a a a En unktion deinieras av ett Karnaughdiagram. a 0 b 00 0 0 0 0 0 0 0 b a b a 2007-0-25 F2_2007 0/4

Detta är konstruktionen av unktionen. Skall denna realiseras med TTL-grindar kommer man att behöva: st 7404 ör inverterare. Det blir ra över i kapseln. st 7408 ör and-unktion. Det blir två grindar över i kapseln. st 7432 ör or-unktionen. Det blir tre grindar över i kapseln. Detta blir en hel del slöseri med grindar. Om man har unktionen skriven på SP-orm kan man skapa ett skrivsätt som ger NAND-NAND-logik. Ursprungsekvationen Invertera två gånger b a b a Använd de Morgans regel en gång. a b b a Här har man minskat ner antalet grindar till två. Mintermer oh matermer Börja med en enkel AND-grind. Sanningstabell F minterm betekning 0 0 0 m0 0 0 m 0 0 m2 m3 2007-0-25 F2_2007 /4

Funktionen är sann då minst en av mintermerna är sann. Funktionen kan skrivas som F, m3 m3 Man summerar samtliga mintermer som är ett. Varje minterm är en produkt. Man kallar ormen SP Sum o Produts m0 m m3 m2 Det inns ra möjliga kombinationer. En kombination gör att unktionen blir sann. Samma unktion kan skrivas med Matermer. F Materm betekning 0 0 0 M0 0 0 M 0 0 M2 M3 Lägg märke till att Matermerna är inversen av motsvarande minterm m0 M 0 m0 Funktionen kan skrivas som produkten av samtliga Matermer där unktionen är noll. I det här allet: F, M 0,,2 Detta sätt att skriva kallas PS-orm. Produkt av summor. F, M0 M M2 0,,2 0 0 00 0 0 0 and and 0 0 0 00 0 and 0 and 0 0 0 00 and and 0 0 2007-0-25 F2_2007 2/4

0 0 and and Algebraiskt kan man visa att F, är lika ör de två skrivsätten. Multipliera ihop de två sista. 0 0 NOR-NOR nät Vi använder samma unktion som tidigare b 00 0 0 0 0 0 0 a 0 0 Funktionen skall skrivas I PS-orm. För att göra detta skriver man örst unktionens invers I SP-orm. b a Invertera en gång oh man år unktionen I PS-orm b a b a b a Nu inns unktionen I PS-orm. Invertera två gånger. b a b a 2007-0-25 F2_2007 3/4

Det här blir uppkopplingen. a b 2007-0-25 F2_2007 4/4