Lojik Devreler-Yıldız Teknik Üniversitesi

[kerem_basol]

YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bölümü
LOJİK DEVRELER DERS NOTLARI

İçindekiler

BÖLÜM 1 SAYISAL DİZGELER ...............................................................................1
1.1 Sayısal Dizgelerin (sistem) Temel Kavramları .......................................................................1
1.2 Bilginin İletilmesi ......................................................................................................................4
1.3 Bilginin Saklanması ..................................................................................................................4
1.4 Bilginin İşlenmesi .....................................................................................................................5
1.5 Konumsal Sayı Dizgeleri ..........................................................................................................6
1.5.1 Taban dönüştürülmesi........................................................................................................7
1.5.2 Aritmetik .............................................................................................................................9
BÖLÜM 2 BOOLE CEBRİNE GİRİŞ .......................................................................12
2.1 Matematiksel Genel Kavramlar..............................................................................................12
2.2 Boole Cebri..............................................................................................................................14
2.3 Sonlu Kümeler Arasında Tanımlanan Fonksiyonlar ...........................................................18
2.4 Boole ve Boole Olmayan Fonksiyonlar ................................................................................19
2.5 İki Değerli Boole Cebri ve Anahtar Fonksiyonları ...............................................................25
2.6 Özet ..........................................................................................................................................27
BÖLÜM 3 SAYISAL DİZGELER VE BOOLE CEBRİ..............................................28
3.1 Giriş..........................................................................................................................................28
3.2 Önermeler Cebri ve İki Değerli Boole Cebri ....................................................................28
3.3 Kapı Elemanlarından Oluşan Devreler ve İki Değerli Boole Cebri..............................29
3.4 Özet ..........................................................................................................................................38
BÖLÜM 4 KOMBİNEZONSAL DEVRE SENTEZİ...................................................39
4.1 Giriş..........................................................................................................................................39
4.2 Tablo Yöntemiyle Minimal Fonksiyonların Bulunması .......................................................41
4.2.1 Tablo yöntemi...................................................................................................................41
4.2.2 Asal Bileşenlerin Bulunması.............................................................................................42
4.2.3 Asal bileşenler tablosu ve minimal fonksiyonların bulunması....................................44
4.2.4 Bütün İndirgenemeyen ve minimal fonksiyonların belirlenmesi...................................45
4.3 Karnaugh Diyagramlarıyla Fonksiyonların minimalleştirilmesi.........................................50
4.3.1 Karnaugh diyagramları.....................................................................................................50
4.3.2 Karnaugh diyagramlarında küpler ve bunlara karşı düşen çarpımlar(toplamlar) terimleri52
4.3.3 Karnaugh diyagramlarıyla minimal fonksiyon(ların) bulunması .......................................53
4.3.4 Kısmen belirlenmiş fonksiyonlar ve karnaugh diyagramlarıyla minimalleştirilmeleri .......56
ii
4.4 Kombinezonsal devre sentezi .............................................................................................58
4.4.1 Paralel toplayıcının sentezi ............................................................................................59
4.4.2 Kod dönüştürücü sentezi................................................................................................61
BÖLÜM 5 KOMBİNEZONSAL MSI VE LSI ELEMANLARI ..................................63
5.1 GİRİŞ ........................................................................................................................................63
5.2 Paralel toplayıcı.......................................................................................................................63
5.3 Karşılaştırma devresi..............................................................................................................68
5.4 Çözücüler (Decoders).............................................................................................................69
5.5 Multiplexer (Çoğullayıcı) devreler .........................................................................................72
5.6 Read-Only Memory (ROM) .....................................................................................................75
5.7 PLA (Programable Logic Array) ............................................................................................77
BÖLÜM 6 ARDIŞIL MANTIK DEVRELERİ .............................................................81
6.1 Giriş..........................................................................................................................................81
6.2 Ardışıl Makinelerin Modellendirilmesi ..................................................................................82
6.3 Ardışıl Makinelerin Sınıflandırılması ....................................................................................85
6.4 Bellek Elemanları ....................................................................................................................86
6.5 Bellek elemanlarının tetiklenmesi .........................................................................................91
6.6 Tüm devre olarak bellek elemanları yardımcı girişleri ........................................................98
BÖLÜM 7 ARDIŞIL DEVRELERİN ANALİZİ ..........................................................99
7.1 Saatli ardışıl devrelerin analizi ..............................................................................................99
7.2 Örnek bir Moore makinesi analizi..........................................................................................99
7.2.1 Matematiksel model ve analiz........................................................................................100
7.2.2 Durum tablosu ve analiz..............................................................................................101
7.2.3 Durum diyagramı ve analiz ............................................................................................102
7.2.4 Zaman diyagramı (Timing diagram)...............................................................................102
7.3 Örnek bir Mealy makinesi analizi ........................................................................................103
BÖLÜM 8 ARDIŞIL DEVRELERİN SENTEZİ .......................................................107
8.1 Sentez yönteminin genel adımları.......................................................................................107
8.2 Modulo 8 ileri sayıcı..............................................................................................................110
8.3 Özel bir sayıcı devresi ..........................................................................................................112
8.4 Dizi detektörü ........................................................................................................................115
iii
BÖLÜM 9 ARDIŞIL DEVRELERDE DURUM İNDİRGENMESİ VE DURUM
KODLAMASI .............................................................................................................118
9.1 Durum indirgemesi (state reduction)..................................................................................118
9.1.1 Eşleştirme tablosu ile durum indirgemesi yöntemi.........................................................120
9.1.2 Eşdeğer durum sınıfları ile durum indirgemesi yöntemi.................................................122
9.2 Durum kodlaması (state assignment).................................................................................124
9.2.1 Kod sayısı ve eşdeğer durum kodları ............................................................................124
9.2.2 Durum kodlaması ...........................................................................................................127
BÖLÜM 10 YAZMAÇLAR, SAYICILAR, BELLEKLER..........................................130
10.1 Yazmaçlar..........................................................................................................................130
10.1.1 Paralel yüklemeli yazmaçlar...........................................................................................130
10.1.2 Ötelemeli yazmaçlar.......................................................................................................133
10.2 Sayıcılar (Counters).........................................................................................................136
10.2.1 İkili Asenkron Sayıcılar (Binary ripple counter) ..............................................................136
10.2.2 İkili kodlanmış onlu asenkron sayıcı (BCD binary coded decimal ripple counter) .........137
10.2.3 İkili senkron sayıcılar......................................................................................................139
10.2.4 Paralel yüklemeli ikili senkron sayıcılar..........................................................................140
10.3 Sayıcıların uygulaması olarak, zamanlama dizileri üreten devreler............................142
1.1.1 Kelime-zamanı darbesinin üretilmesi .............................................................................143
10.3.2 Sayısal sistemlerde zaman işaretleri .............................................................................143
10.3.3 Johnson sayıcılar ve 8 li zaman işareti üreteçleri.....................................................145
10.4 Bellek birimi ......................................................................................................................146
EKLER ..............................................................................................................148
EK 1 Kaynakça...........................................................................................................................148
EK 2 Örnek Sınav Soruları ........................................................................................................149

 

[Mr. spark]

Teşekkürler.