2016.10.26 grunnleggende digitalteknikk 1 - 2 byay15-18 v.09 - 26.10 kl 11-54 Tallsystemer, Boolsk...

Preview:

Citation preview

DIGITALTEKNIKK123.10.16TallsystemerLogiske porterBoolsk algebra + KarnaughdiagramVIPPER OG TELLERE

BYAU 15-18BYAU 15-18

20 = 121 = 222 = 423 = 824 = 1625 = 3226 = 6427 = 128

28 = 25629 = 512210 = 1 024211 = 2 048212 = 4 096213 = 8 192214 = 16 384215 = 32 768

216 = 65 536217 = 131 072218 = 262 144219 = 524 288220 = 1 048 576221 = 2 097 152222 = 4 194 304223 = 8 388 608

224 = 16 777 216225 = 33 554 432226 = 67 108 864227 = 134 217 728228 = 268 435 456229 = 568 870 912230 = 1 073 741 824231 = 2 147 483 648

AD / DA – OMFORMERE FINNES NORMALT I 6 – 30 BIT, f.eks 6, 8, 12, 16, 20, 24, 30

210 = 1 024 = 1K 220 = 1 048 576 = 1M 230 = 1 073 741 824 = 1G

DIGITALTEKNIKK1

Studieveiledning for WEB-undervisning onsdag 26/10-16

.BYAU 2015-2018, kl.16:00-19:45 på klasserom

Gyda

Emne 05: Elektroniske systemerTema: GRUNNLEGGENDE DIGITALTEKNIKK 1

Tallsystemer, Bits & Bytes, regning med binære tall, logiske porter, boolsk algebra, Karnaughdiagram, sannhetstabell, VIPPER OG TELLERE

Sven Åge Eriksen, sven.age.eriksen@t-fk.no, tlf 416 99 304, Fagskolen Telemark

Kildemateriale: Kompendium v. 1.444 v/ Espen M. Aamodt,Lærebok Elektroniske systemer, K.Øen -86, UIO og internett.

FØRST LITT HMS:SYKLER DU TIL JOBBEN ?HAR BILEN VIKEPLIKT ?

1 SYKLIST BLIR DREPT HVER MND I TRAFIKKEN I NORGE

Syklisten har vikeplikt !

Læringsutbytte av denne WEB-undervisning:

Bli kjent med grunnleggende digitalteknikk og tilhørende ord og uttrykk

Tallsystemer: 2 – 8 – 10 – 16Få full kontroll på BITS & BYTES + KB, MB, GB og TBRegning med binære tallLogiske porter og spenningsnivåer på disse – KOMBINATORISK LOGIKKOG-ELLER-IKKE-NOG-NELLERNOG-EkvivalenterBoolsk algebra: Utrykk og forenklinger, samt De Morgans TheoremFunksjonsutrykk: Lage funksjonsutrykk og forenkling av funksjonsuttrykkSannhetstabellKarnaughdiagramVIPPER OG TELLERE – SEKVENSIELL LOGIKKSR-VIPPE, JK-VIPPE, D-VIPPE, T-VIPPEAsynkron teller, synkron teller, BDC-teller (Binær Code Decimal), frekvensdeler

HALVÅRS- PRØVE !

HALVÅRSPRØVE: 21. desember 2016 kl. 17:30 – 20:00.

Innleveringsmappe åpnes 17:30 og stenges 23:59 21/12-16.Passer tidspunktet for alle ?

REPETISJON 16:00 – 17:30

Linker på internett: www.nb.nohttp://www.nb.no/nbsok/nb/5fdee7258cba22f3a474681b6a165491?index=1#0

http://www.nb.no/nbsok/nb/66582a36d1f975c16fe58fa1c5d903bb?index=2#0

http://www.nb.no/nbsok/nb/ffff60cbf0acfc0a863dc9cf4a56bc08?index=2#0

http://www.nb.no/nbsok/nb/a8812eb8efc5e1a4513bac5bae788919?index=1#0

http://2ssd.no/files/

http://www.nb.no/nbsok/nb/908631ce76e3ca4781bc3b23088532aa?index=4#0

www.slideshare.net

www.slideshare.net

UNIVERSET: ANALOGT ELLER DIGITALT ?

ANALOGT

DIGITALT

DIGITALE SIGNALER / LOGISKE NIVÅER ER OGSÅ ANALOGE VERDIER :

5 VDC

2 VDC

0,8 VDC

DIGITALE VERDIER

DIGITAL / ANALOG ILLUSTRASJON:

Digital: Trinnvis

Analog: Kontinuerlig (bølge)

DIGITAL / ANALOG ILLUSTRASJON:

Digital: Trinnvis

Analog: Kontinuerlig (bølge)

DIGITAL / ANALOG:

Kan dere gi noen eksempler på hva som er analogt eller digitalt ?

DIGITAL ANALOG

Digitale verdier beskriver den analoge virkeligheten !

Innhold:.

Tallsystemer: Binære, desimale og heksadesimale tall Bits og bytes Regning med binære tall

Logiske kretser: Porter: OG, ELLER, IKKE, NOG Boolske uttrykk og forenklinger

Sannhetstabell-Karnaughdiagram- NOG-ekvivalenter – De MorganVipper og Vipper tellere: Asynkrone vippe innganger

Asynkron binærteller - BCD / dekade teller Frekvens deler

Synkron binær teller / synkron BCD / dekade teller Oppgaver Tallsystemer / logiske kretser

DA STARTER VI MED DETTE:Kompendium innholdsfortegnelse

Husk at tallet null er like viktig som de andre tallene i digitalteknikk og alle tallsystemer !

Elektriske systemer side 57

Tallsystemer f.eks: System med grunntall 12, 8, 10, 2 og 16.

12 – tallsystemet – Babylonernes tallsystem (teller til 60 med 12 ledd)

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11

8 – tallsystemet – det oktale tallsystemet0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

10 – tallsystemet – vårt desimale tallsystem0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

2 – tallsystemet – det binære tallsystemet0, 1

16 – tallsystemet – det heksadesimale tallsystemet0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F

10 – tallsystemet – vårt desimale tallsystem0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 – Grunntallet er 10Tallposisjonene har forskjellig vektlegging:

Elektriske systemer side 57

10 – tallsystemet – vårt desimale tallsystem0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 – Grunntallet er 10

Tallposisjonene har forskjellig vektlegging:

1. tallposisjon har verdien: 100 = 1

2. tallposisjon har verdien: 101 = 10

3. tallposisjon har verdien: 102 = 100

4. tallposisjon har verdien: 103 = 1000

5. tallposisjon har verdien: 104 = 10 000

6. tallposisjon har verdien: 105 = 100 000

7. tallposisjon har verdien: 106 = 1000 000

8. tallposisjon har verdien: 107 = 10 000 000

9. tallposisjon har verdien: 108 = 100 000 000

10. tallposisjon har verdien: 109 = 1 000 000 000

Kompendium side 3

ØVINGSOPPGAVE:2-tallsystemetVelg et binært tallSett en null bakHva skjedde med verdien til tallet ?

10-tallsystemetVelg et tall i titallsystemet tallSett en null bakHva skjedde med verdien til tallet ?

ØVINGSOPPGAVE:2-tallsystemetVelg et binært tall 0000 0100 (4)Sett en null bak 0000 1000 (8)Hva skjedde med verdien til tallet ? x2 (Totallsystem)

10-tallsystemet Velg et tall i titallsystemet tall 050Sett en null bak 500 Hva skjedde med verdien til tallet ? x10 (Titallsystem)

500 050

005

SIFFERPOSISJONEN TIL 5-TALLET AVGJØR VERDIEN:

500 KR050 KR

005 KR

HER SER VI TYDELIG AT SIFFERPOSISJONEN HAR STOR BETYDNING, SELV OM TALLET 5 ER DET SAMME !

Oppgave: Hvilket tallsystem bruker PLS, datamaskiner, digitale systemer osv ?

Og hvorfor ?

Svar på oppgave: Hvilket tallsystem bruker datamaskiner som basis og hvorfor ?

2 – tallsystemet – det binære tallsystemet0 og 1 - grunntallet er 2

Digitale systemer opererer med tilstandene av eller på, 1 eller 0.

Elektronisk er det enkelt å bruke bare tilstandene 1 eller 0.

Det er enkelt for digitale systemer å behandle data som består av bare 1 eller 0.

2 – tallsystemet – det binære tallsystemet0 og 1 – Grunntallet er 2

Tallposisjonene har forskjellig vektlegging:

1. tallposisjon har verdien: 20 = 1

2. tallposisjon har verdien: 21 = 2

3. tallposisjon har verdien: 22 = 4

4. tallposisjon har verdien: 23 = 8

5. tallposisjon har verdien: 24 = 16

6. tallposisjon har verdien: 25 = 32

7. tallposisjon har verdien: 26 = 64

8. tallposisjon har verdien: 27 = 128

9. tallposisjon har verdien: 28 = 25610. tallposisjon har verdien: 29 = 512

2 – tallsystemet – det binære tallsystemet0 og 1 – Grunntallet er 2

Tallposisjonene har forskjellig vektlegging:

11. tallposisjon har verdien: 210 = 1024

12. tallposisjon har verdien: 211 = 2048

13. tallposisjon har verdien: 212 = 4096

14. tallposisjon har verdien: 213 = 8192

15. tallposisjon har verdien: 214 = 16384

16. tallposisjon har verdien: 215 = 32768

17. tallposisjon har verdien: 216 = 65536

Kompendium side 1

Kompendium side 1

Kompendium side 1LSB - MSB

Least Significant Bit – Most Significant Bit

Kompendium side 3

Kompendium side 1

Praktisk betydning med 2-tallsystemet: Minnebegrensninger

Minnebegrensningen til 32 bit programvare kan enklest forklares med litt matematikk. Et 32 biters system har maksimalt tilgang til cirka 4,2 millioner adresser - som tilvarer det 4 GB minne kan tilby. Regnestykket er 2 opphøyd i 32. Med et 64-bit system får man plutselig regnestykket 2 opphøyd i 64. Det gir 17,2 milliarder gigabyte med minne. På samme måte som da man gikk fra 16 til 32 bit systemer, tror man også i dag et 64 bit system har nok adressemuligheter i overskuelig fremtid.Les også gjerne:http://en.wikipedia.org/wiki/32-bithttp://en.wikipedia.org/wiki/64-bit

00101101 til desimalt tall

Kompendium side 4

TALLET 117 SKAL SKRIVES SOM BINÆRT TALLKompendium side 4

TALLET 117 SKAL SKRIVES SOM BINÆRT TALLKompendium side 5

TALLET 117 SKAL SKRIVES SOM BINÆRT TALLKompendium side 5

TALLET 117 SKAL SKRIVES SOM BINÆRT TALLKompendium side 5

TALLET 117 SKAL SKRIVES SOM BINÆRT TALL

117 = 1110101

Kompendium side 5

Kompendium side 6

Kompendium side 6

Kompendium side 6

Kompendium side 7

Kompendium side 7

Kompendium side 8

Kompendium side 8

OPPGAVER !

10000 = 0001 0000 = 10BINÆR BINÆR HEKS

OPPGAVE:TALLET 11 0011 0010 SKAL SKRIVES SOM HEKSADESIMALT TALL:

SVAR PÅ OPPGAVE:TALLET 1101011111 SKAL SKRIVES SOM HEKSADESIMALT TALL: 16

Vi grupperer først: 1101011111 =

0011 0101 1111 = 35F

BITS & BYTES !

BITS OGBYTES:

BYTESOG BITS:

8 BITS = 1 BYTE !1 BYTE = 8 BITS !

1 BYTE = 8 BITS

Gigabyte (GB) er måleenhet for datalagringskapasitet. En gigabyte (utledet fra SI-prefikset giga-) er en enhet for informasjon eller datalagringskapasitet, og betyr enten nøyaktig én milliard bytes (10003 eller 109) eller omtrent 1,07 milliarder bytes (10243). For å minske forvirringen rundt dette er det innført en enhet gibibyte som alltid betyr 1 073 741 824 (10243 eller 230) bytes.

20 = 121 = 222 = 423 = 824 = 1625 = 3226 = 6427 = 128

28 = 25629 = 512210 = 1 024211 = 2 048212 = 4 096213 = 8 192214 = 16 384215 = 32 768

216 = 65 536217 = 131 072218 = 262 144219 = 524 288220 = 1 048 576221 = 2 097 152222 = 4 194 304223 = 8 388 608

224 = 16 777 216225 = 33 554 432226 = 67 108 864227 = 134 217 728228 = 268 435 456229 = 568 870 912230 = 1 073 741 824231 = 2 147 483 648

AD / DA – OMFORMERE FINNES NORMALT I 6 – 30 BIT, f.eks 6, 8, 12, 16, 20, 24, 30

210 = 1 024 = 1K 220 = 1 048 576 = 1M 230 = 1 073 741 824 = 1G

INF 1411 66

Spørsmål 2

Presisjonen til et digitalt signal

a) Er bestemt av spenningene som benyttes for å kode ‘0’ og

‘1’

b) Er bestemt av antall bit i det digitale ordet

c) Er avhengig av samlingshastigheten

d) Er avhengig av klokkefrekvensen til det digitale systemet

29.04.2016

OPPGAVE:

Hvor mange BITS eller BYTES bruker datamaskinen til å presentere det desimale tegnet 0 (null) ?

Hvordan presenteres det desimale tegnet 0 (null) binært ?

SVAR PÅ OPPGAVE:.

Hvor mange BITS eller BYTES bruker datamaskinen til å lagre det desimale tallet 0 ?.

7 BITS hvis det er ASCII og 8 BITS hvis det er ekstended ASCIIDet desimale tallet 0 representeres binært slik: 011 0000

ASCII (American Standard Code for Information Interchange) er et tegnsett, det vil si en standard for utveksling av tekst mellom datamaskiner. ASCII benytter 7 bit til koder, noe som tillater koding av 128 mulige verdier. 95 av disse er tilordnet store og små bokstaver i det engelske alfabetet (A-Z), tallene 0-9 og en del andre vanlig forekommende tegn. De øvrige er diverse spesialkoder for regulering av flyt, linjeskift og annet. Moderne tegnsett som brukes i dag er utvidelser av ASCII.

BITS OG BYTES:Kompendium side 9

BITS OG BYTES:

https://no.wikipedia.org/wiki/ASCII

Kompendium side 9

BITS OG BYTES:Kompendium side 9

BITS OG BYTES:Kompendium side 9

BITS OG BYTES: Praktiske eksempler !En gammel prosessor, type 6502, med 8-bits databuss kan adressere 64K minne. Hva er høyeste og laveste adresse i heksadesimale tall ?

En gammel prosessor, type 6502 med 8-bits databus kan adressere 64KB minne. Hva er høyeste og laveste adresse i heksadesimale tall ?

Svar:64KB = 216 = 65536 BYTES

Laveste og høyeste binære adresse:0000 0000 0000 00001111 1111 1111 1111

Laveste heksadesimale adresse: 0000Høyeste heksadesimale adresse: 1111

BITS OG BYTES: Praktiske eksempler !En gammel prosessor, type 6502 med 8-bits databuss kan adressere 64K minne. Hva er høyeste og laveste verdi på databussen i heksadesimale tall ?

BITS OG BYTES: Praktiske eksempler !En gammel prosessor, type 6502 med 8-bits databuss kan adressere 64K minne. Hva er høyeste og laveste verdi på databussen i heksadesimale tall ?

Svar:Laveste verdi i binær: 0000 0000Høyeste verdi i binær: 1111 1111

Laveste verdi i HEKS: 00Høyeste verdi i HEKS: FF

BITS OG BYTES: Praktiske eksempler !

En ruter i et wi-fi hjemmenetverk kanoverføre 1 Gbit / s = 1000 Mbps

Hvor mange MB (MegaBytes)kan den overføre pr sekund ?

BITS OG BYTES: Praktiske eksempler !En bestemt ruter i et wi-fi hjemmenettverk kanoverføre 1 Gbit / s = 1000 Mbps

Hvor mange MB (MegaBytes)kan den overføre pr sekund ?

1G = giga = 230

Svar: 230/8 = 227 = 134 217 728 GB/s = 128MB/s

Gigabyte (GB) er måleenhet for datalagringskapasitet. En gigabyte (utledet fra SI-prefikset giga-) er en enhet for informasjon eller datalagringskapasitet, og betyr enten nøyaktig én milliard bytes (10003 eller 109) eller omtrent 1,07 milliarder bytes (10243). For å minske forvirringen rundt dette er det innført en enhet gibibyte som alltid betyr 1 073 741 824 (10243 eller 230) bytes.

OPPGAVER !

TASTATURET PÅ PC-EN SENDER TEGNET DU TRYKKER PÅ SOM EN KODE MED 8 BIT PÅ DATABUSSEN

Hvor mange forskjellige tegn kan tastaturet sende til PC-en ?

TASTATURET PÅ PC-EN SENDER TEGNET DU TRYKKER PÅ SOM EN KODE MED 8 BIT

Hvor mange forskjellige tegn kan tastaturet sende til PC-en ? 10SVAR: 28 = 256 Binær: f.o.m 00000000 t.o.m 11111111

https://no.wikipedia.org/wiki/ASCII Her kan du se hvilke binærkoder hvilke tegn har:

7-BITS

8-BITS

EN DATABUS ER PÅ 16 BIT

Hvor mange forskjellige kombinasjoner kan opptre på databussen ?

EN DATABUS ER PÅ 16 BITHvor mange forskjellige kombinasjoner kan opptre på databussen ?SVAR: 216 = 65536 f.o.m 0000 0000 0000 0000 t.o.m 1111 1111 1111 1111

EN ADRESSEBUS ER PÅ 16 BIT

Hvor mange forskjellige kombinasjoner kan opptre på denne adressebussen ?

EN ADRESSEBUS ER PÅ 16 BITHvor mange forskjellige kombinasjoner kan opptre på denne adressebussen ?SVAR: 216 = 65536 f.o.m 0000 0000 0000 0000 t.o.m 1111 1111 1111 1111

Gjør om disse binære tallene til desimaltall:

0000 0001 = 0000 0001 =0000 0010 = 0000 0011 =0000 0100 = 0000 0111 =0000 1000 = 0000 1111 =0001 0000 = 0001 1111 =0010 0000 = 0011 1111 =0100 0000 = 0111 1111 =1000 0000 = 1111 1111 =

Gjør om disse binære tallene til desimaltall:

0000 0001 = 1 0000 0001 = 10000 0010 = 2 0000 0011 = 30000 0100 = 4 0000 0111 = 70000 1000 = 8 0000 1111 = 150001 0000 = 16 0001 1111 = 310010 0000 = 32 0011 1111 = 630100 0000 = 64 0111 1111 = 1271000 0000 = 128 1111 1111 = 255

Gjør om det desimale tallet 17 om til binært tall:

Gjør om det desimale tallet 17 om til binært tall: Svar: 0000 0001 + 0001 0000 = 0001 00010000 0001 = 1 0000 0001 = 10000 0010 = 2 0000 0011 = 30000 0100 = 4 0000 0111 = 70000 1000 = 8 0000 1111 = 150001 0000 = 16 0001 1111 = 310010 0000 = 32 0011 1111 = 630100 0000 = 64 0111 1111 = 1271000 0000 = 128 1111 1111 = 255

Regneregler med binære

tall !

BINÆ

R ADDISJON

: +

Kompendium side 10

BINÆ

R ADDISJON

: +

Kompendium side 10

BINÆ

R ADDISJON

: +

0000 1111 0000 11112

+1111 0000 1111 00002

=1111 1111 1111 11112

Hva er verdien av 1111 1111 1111 11112 i titallsystemet ?

BINÆ

R ADDISJON

: +

0000 1111 0000 11112

+1111 0000 1111 00002

=1111 1111 1111 11112

Hva er verdien av 1111 1111 1111 11112 i titallsystemet ?

1111 1111 1111 11112 = FFFF16 = 6553510 = (216 -1 = 65535)

216 = 65536

BINÆ

R ADDISJON

: +

Kompendium side 10

BINÆ

R SUBTRAKSJO

N: -

Kompendium side 11

BINÆ

R SUBTRAKSJO

N: -

Kompendium side 11

BINÆ

R SUBTRAKSJO

N: -

Kompendium side 11

BINÆ

R MU

LTIPLIKASJON

: x

Kompendium side 12

BINÆ

R MU

LTIPLIKASJON

: x

Kompendium side 12

BINÆ

R MU

LTIPLIKASJON

: x

Kompendium side 12

BINÆ

R DIVISJON

: :

Kompendium side 13

BINÆ

R DIVISJON

: :

Kompendium side 13

BINÆ

R DIVISJON

: :

Kompendium side 13

DA ER VI FERDIG MED DETTE: Kompendium innholdsfortegnelse

DA FORTSETTER VI MED DETTE:Kompendium innholdsfortegnelse

Vi begynner med

logiske porter !

Kompendium side 14

OG ELLER IKKE NELLER NOGAND OR NOT NOR NAND

Kompendium side 14

7408 – AND - OG

7408 – AND - OG

Kompendium side 14

7432 – OR - ELLER

7432 – OR - ELLER

Kompendium side 15

Elektroniske systemer side 63

7404 - NOT

7404 – NOT - IKKE

Kompendium side 15

7402 – NOR - NELLER

7402 – NOR – NELLER (IKKE ELLER)

Kompendium side 15

7400 - NAND

7400 – NAND – NOG (IKKE OG)

Kompendium side 16

Kompendium side 16

KOMINATORISK OGSEKVENSIELL LOGIKK

OPPGAVE!

LOGISK STYRING: KOMINATORISK LOGIKKSTYRING AV VIFTE PÅ BONDEGÅRD

En bonde trenger en logisk styring til fjøset på bondegården:Hvis det er for varmt eller for mye CO2 i fjøset, skal vifta starte.

Inngangssignaler: A: Temperatur høy (=logisk 1)B: CO2 nivå høy (=logisk 1)

Utgangssignal: Q: Viftemotor på (=logisk 1)

SANNHETSTABELL:

FUNKSJONSUTTRYKK: Q = A+B

BOOLSKE UTTRYKK !

Ref: UIO

Kompendium side 17

Kompendium side 17

Kompendium side 17

Kompendium side 18

Kompendium side 18

De Morgans lover !

Står ikke i kompendium eller boka Elektroniske systemer

De Morgans lover !

De Morgans 1. lov:

SANNHETSTABELL SOM BEVIS FOR 1.LOV

De Morgans 2. lov:

Kompendium av K.Øen-86, side 11

SANNHETS-TABELL !

Ved å ta utgangspunkt i en sannhetstabell som man finner ut som ønsket funksjon,kan man enten skrive et boolsk uttrykk eller fylle ut et Karnaughdiagram.

SANN

HETSTABELLQ = 1

Kompendium side 19

SANNHETSTABELLKompendium side 19

SANNHETSTABELLKompendium side 19

KARNAUGH-DIAGRAM !

Kompendium side 20

Kompendium side 20

Kompendium side 20

Kompendium side 20

Kompendium side 21

Kompendium side 21

Kompendium side 22

Kompendium side 22

Kompendium side 21

EkvivalenteNOG-koblinger!

Kompendium side 23

EKVIVALENTE (FUNKSJONSLIKE) NOG-KOBLINGERNOG KAN ERSTATTE IKKE, OG, ELLER og NELLER:

Kompendium side 23

EKVIVALENTE (FUNKSJONSLIKE) NOG-KOBLINGERNOG KAN ERSTATTE IKKE, OG, ELLER og NELLER:

Kompendium side 23

EKVIVALENTE (FUNKSJONSLIKE) NOG-KOBLINGERNOG KAN ERSTATTE IKKE, OG, ELLER og NELLER:

Kompendium side 23

EKVIVALENTE (FUNKSJONSLIKE) NOG-KOBLINGERNOG KAN ERSTATTE IKKE, OG, ELLER og NELLER:

Kompendium side 23

Kompendium side 24

DA ER VI FERDIG MED DETTE:Kompendium innholdsfortegnelse

DA FORTSETTER VI MED DETTE:

Binary Coded Decimal (BCD).

Materiale hovedsakelig fra lærebok Elektroniske systemer, GYLDENDAL, Fagskolen Telemark kompendium v/ Espen A. Aamodt og UIO.

Kompendium innholdsfortegnelse

INNLEDNING VIPPEKRETSER –KOMPONENTER MED HUKOMMELSE (MINNEKOMPONENTER)

/ LATCH

Ref: UIO

Ref: UIO

Ref: UIO

Kan dere lage skjema for en låsekrets med rele og brytere ?

Hva tilsvarer S (SET) og R (RESET) i dette skjemaet ?

Kan dere gi noen praktiske eksempler der det brukes låsekretser / vipper / sekvensiell logikk ?

Kan dere gi noen praktiske eksempler der du har bruk for egenskapene til en låsekrets ?

Ref: UIO

Kan dere gi noen praktiske eksempler der du har bruk for egenskapene til en låsekrets ?

Ref: UIO

Ref: UIO

Ref: UIO

Ref: UIO

Side 64 – 77

Astabil vippe, s.65Monostabil vippe, s.66

RS-vippe, bistabil vippe, s.67SR-vippe, bistabil vippe, s.68D-vippe, s.70JK-vippe, s.72T-vippe, s.73

Tellere: Shiftregister, s.73 Binære tellere, s.75 Desimalteller (DCB),

s.76

Elektroniske systemer side 64

Tilbakekobling av utgang til inngang på logiske porter: Vips, så har vi en vippe med hukommelse:

Elektroniske systemer side 65

TRE TYPER VIPPER:

ASTABILEMONOSTABILEBISTABILE

NE 555

Elektroniske systemer side 65

Fra Texas Instruments datablad på NE555

Elektroniske systemer side 65

Elektroniske systemer side 66

Digitalteknikk K.Øen side 22

Pulsbredde:Tw = .33 * Cext * Rext.

TIDSKONSTANT I RC-LEDD:

Elektroniske systemer side 65

Elektroniske systemer side 66

Elektroniske systemer side 66

Elektroniske systemer side 66

Fra Texas Instruments datablad på NE555

NE 555Krets for monostabil operasjon:

Digitalteknikk K.Øen side 22Frekvens til spenningsomformer med SN74121

OPPGAVE!

KOMINATORISK OGSEKVENSIELL LOGIKK

OPPGAVE!

LOGISK STYRING:STYRING AV VIFTE PÅ BONDEGÅRD

En bonde trenger en logisk styring til fjøset på bondegården:Hvis det er for varmt eller for mye CO2 i fjøset, skal vifta starte.

Inngangssignaler: A: Temperatur høy (=logisk 1)B: CO2 nivå høy (=logisk 1)

Utgangssignal: Q: Viftemotor på (=logisk 1)

OPPGAVE!

LOGISK STYRING:START / STOPP AV MOTOR

-S1 STOPP

-S2 START

-F2 MOTORVERN

-F2 MOTORVERN

-S1 STOPP

-S2 START

-F2 MOTORVERN

-S1 STOPP

-S2 START

-F2 MOTORVERN

-S1 STOPP

-S2 START

-F2 MOTORVERN

-S1 STOPP

-S2 START

-F2 MOTORVERN

-S1 STOPP

-S2 START

-F2 MOTORVERN

-S1 STOPP

-S2 START

-F2 MOTORVERN

-S1 STOPP

-S2 START

-F2 MOTORVERN

-S1 STOPP

-S2 START

-F2 MOTORVERN

-S1 STOPP

-S2 START

-S1 STOPP

-S2 START

-F2 MOTORVERN

-S1 STOPP

-S2 START

-F2 MOTORVERN

-S1 STOPP

Elektroniske systemer side 67

Elektroniske systemer side 67

Elektroniske systemer side 67

BI betyr 2

Elektroniske systemer side 67

Elektroniske systemer side 68

Figur 3.22 Symbol og sannhetstabellfor en enkel SR-vippe

Elektroniske systemer side 68

Elektroniske systemer side 69

Ref: UIO

Ref: UIO

Elektroniske systemer side 69

Elektroniske systemer side 69

Elektroniske systemer side 69

Elektroniske systemer side 70

Elektroniske systemer side 70

Forklar på bakgrunn av det du vet nå om SR-vipper, hvorfor signalet ut fra SR-vippen forblir stabilt, selv om den mekaniske bryteren preller på kontaktflatene !

MEKANISKE KONTAKTVIBRASJONER I BRYTEREN VED PÅSLAG ER ÅRSAKEN TIL «KONTAKTPRELLING»

Elektroniske systemer side 70

C = ENABLE:D = DATA

Positiv flanketrigget

Ref: UIO

Elektroniske systemer side 71

C = ENABLE:

D = DATA:

Elektroniske systemer side 71

C = ENABLE

D = DATA:

Elektroniske systemer side 71

Se forenklet tekst neste side

Elektroniske systemer side 71

I synkrone kretser:Vi ønsker at alle kretser skal slå om på en og samme flanke.

Da bruker vi:Dobbeltvipper som er taktstyrte vipper

Dette går ikke med låsekretser og portstyrte låsekretser som er direktevirkende

Positiv og negativ FLANKE

Elektroniske systemer side 72

DOBBELTVIPPE:

Elektroniske systemer side 72

Elektroniske systemer side 72

Elektroniske systemer side 73

For at utgangen Q skal kunne gå fra 0 til 1, må J være lik 1

For at utgangen Q skal kunne gå fra 1 til 0, må K være lik 1

Elektroniske systemer side 73OPPGAVE:.

Finn ut på bakgrunn av eksitasjonstabellen hva som er tilstrekkelig og nødvendig betingelse for at utgangen Q skal gå fra Q=1 til Q=0

Eksitasjonstabell:

Elektroniske systemer side 73

Ref: UIO

Elektroniske systemer side 73

Elektroniske systemer side 73OPPGAVE:Hva skjer med tallet 5 (BINÆRT: 0000 0101) dersom vi fyller på med 0 fra høyre ?

0000 0101 = 50000 1010 = ?0001 0100 = ?0010 1000 = ?0101 0000 = ?1010 0000 = ?

Elektroniske systemer side 73OPPGAVE:Hva skjer med tallet 5 (BINÆRT: 0000 0101) dersom vi fyller på med 0 fra høyre ? Svar: x2

0000 0101 = 50000 1010 = 100001 0100 = 200010 1000 = 400101 0000 = 801010 0000 = 160

Elektroniske systemer side 74

Elektroniske systemer side 74

Elektroniske systemer side 74

Elektroniske systemer side 74

Spørsmål:ER USB en serie eller parallell-overføring av data ?

Elektroniske systemer side 74

Spørsmål:ER USB en serie eller parallell-overføring av data ?USB = Universal Serial Bus

Elektroniske systemer side 75

Figur 3.35 Parallellisering av serielle datastrømmer:

Elektroniske systemer side 75

Elektroniske systemer side 75

Elektroniske systemer side 76

Større bilde på neste side

Elektroniske systemer side 76

Merk: Stigende flanke på CLK gir ingen påvirkning.

Ting skjer bare når CLK har fellende flanke.

Elektroniske systemer side 76

Figur 3.37 Asynkron firebitsteller (16-teller)Frekvensen på firkantpulsene blir halvert for hver vippe som passeres

16 Hz32 Hz64 Hz128 Hz

256 Hz

Elektroniske systemer side 76Sekvens Q3 Q2 Q1 Q0 1 0 0 0 12 0 0 1 03 0 0 1 14 0 1 0 05 0 1 0 16 0 1 1 07 0 1 1 18 1 0 0 09 1 0 0 110 1 0 1 011 1 0 1 112 1 1 0 013 1 1 0 114 1 1 1 015 1 1 1 116 0 0 0 117 0 0 1 0

Figur 3.38 Tellesekvens for utgangene til en firebits binærteller

Undersøk tabellen på figur 3.38.

Tabellen viser utgangen på de 4 vippene i telleren på forrige side, for hver ny puls på inngangen.

Hva ligner dette mønsteret på ?

Elektroniske systemer side 76ØVINGSOPPGAVE:

Tegn opp firkantpulstogene for hver utgang og sjekk at det stemmer med tabellen:

Sekvens Q3 Q2 Q1 Q0 1 0 0 0 12 0 0 1 03 0 0 1 14 0 1 0 05 0 1 0 16 0 1 1 07 0 1 1 18 1 0 0 09 1 0 0 110 1 0 1 011 1 0 1 112 1 1 0 013 1 1 0 114 1 1 1 015 1 1 1 116 0 0 0 117 0 0 1 0

Elektroniske systemer side 76

ØVINGSOPPGAVE:

Kan dere gi eksempler på hva en slik binær teller kan brukes til ?

Elektroniske systemer side 76

ØVINGSOPPGAVE: SVARKan dere gi eksempler på hva en slik teller kan brukes til ?

Elektroniske systemer side 76

Elektroniske systemer side 77Figur 3.39Dekadeteller

Er det noen som vil forklare hvordan denne telleren fungerer ?

Elektroniske systemer side 77

Figur 3.39Dekadeteller

Figur 3.39 viser hvordan vi i praksis kobler opp en slik teller. Når denne hendelsen eller sekvensen inntreffer, dvs at verdien 1010 oppstår på utgangen, gir NOG-porten 0 ut og nullstiller alle de 4 vippene i løpet av kort tid, dvs < 50 ns.

Elektroniske systemer side 77

Figur 3.39Dekadeteller

OPPGAVER !

Elektroniske systemer side 76

OPPGAVER:

Elektroniske systemer side 78

OPPGAVER:

Elektroniske systemer side 78

OPPGAVER:

Elektroniske systemer side 78

DA ER VI FERDIG MED DETTE:

Binary Coded Decimal (BCD)

Kompendium innholdsfortegnelse

Side 25

Side 25

SR – VIPPE, type SET / RESET

Side 25

SR – VIPPE, type SET / RESET

Ref: UIO

Ref: UIO

Ref: UIO

Ref: UIO

Ref: UIO

Animasjoner: Hvordan virker en spole: https://www.youtube.com/watch?v=NgwXkUt3XxQ https://www.youtube.com/watch?v=ukBFPrXiKWA

Hvordan virker en kondensator: https://www.youtube.com/watch?v=X5bzjs3ByBU

Resonanskrets med spole og kondensator: https://www.youtube.com/watch?v=Mq-PF1vo9QA

https://www.youtube.com/watch?v=f_MZNsEqyQw

RL og RC seriekretser: https://www.youtube.com/watch?v=zO7RZZW0wSQ

Stjerneklart

FORSKJELLIGE BELASTNINGSTYPER, side 113 i boka Elektroteknikk

RESISTIV

INDUKTIV

KAPASITIV

Oppgave: Regn ut impedansen i denne RL-serie kretsen:.

U = 230 VAC, 50 Hz, R=500 Ω, L=1,59HResistansen i spolen = RL=10Ω

Reaktans induktiv XL = 2πfL

Oppgave: Regn ut impedansen i denne RL-serie kretsen:.

U = 230 VAC, 50 Hz, R=500 Ω, L=1,59HResistansen i spolen = RL=10Ω

Reaktans induktiv XL = 2πfL

R = 500 ΩRL = 10 ΩRT= R+RL = 500 Ω + 10 Ω = 510 Ω XL = 2πfL = 500 ΩZ2 = RT 2 + X2 = 260 100 Ω2+250 000 Ω2

Z = 714,2 Ω

Phytagoras læresetning:.

a2 + b2 = c2

R, X, XL , XC og Z.

Resistans, RReaktans, XReaktans induktiv, XL Reaktans kapasitiv, XC

Impedans, Z

Z2 = R2 + X2

X = XL –XC

Z2 = R2 + (XL –XC)2

THE END !

Recommended