Ege Üniversitesi Sayısal Elektronik Ders Notu

Elektronik devreleri ilgilendikleri çokluklara göre dijital (sayısal) ve analog (örneksel) olmak üzere iki ana gruba ayırabiliriz. Analog bir çoklukta değer değişimi sürekli ve kesintisiz iken, sayısal bir çokluğun değişimi kesiklidir ve ayrık (discrete) değerlerden oluşur.

Bu tanımı açmak için bir yaz günündeki ısı değişimini ele alalım. Havanın sıcaklığı birdenbire örneğin 27°C’den 28°C’ye çıkmaz, bu iki derece arasında sonsuz sayıdaki bütün değerleri alarak değişir. Bu değişimin grafiğini çizdiğimizde şekil1.1’deki gibi kesintisiz ve sürekli bir eğri elde ederiz. Analog büyüklüklere diğer örnekler, zaman, basınç, uzaklık ve sestir.

Diğer bir yöntem olarak ısıyı sürekli gözlemek yerine saat başlarında ölçerek şekil1.2’deki gibi örnekleyebiliriz. Bu grafik henüz bir dijital gösterim değildir ama dönüşüm işleminin büyük kısmı tamamlanmıştır. Her örnek değer dijital bir kodla belirlendiğinde analog-dijital dönüşüm tamamlanmış olur. Elektronikte dijitalin analoga göre belirgin üstünlükleri vardır. En başta dijital bilgi analog bilgiden daha etkin ve güvenli olarak işlenebilir ve iletilebilir. Ayrıca bilginin saklanması gerektiğinde dijital bilginin büyük bir üstünlüğü vardır. Örneğin müzik dijitalleştirildiğinde, çok daha yoğun biçimde depolanıp büyük bir hassasiyetle yeniden üretilebilir ve analog biçime dönüştürülebilir.

Analog bir elektronik sisteme örnek olarak bir anons devresini verebiliriz. Analog doğalı ses dalgaları mikrofon yardımıyla ses işareti denilen küçük analog gerilimlere dönüştürülür. Bu gerilim sesin genliği ve frekansı ile değişir ve yükselteç ile güçlendirildiğinde de bu özelliklerini yitirmez. Yükselteç yardımıyla yeterince güçlendirilen ses işareti hoparlöre uygulanarak yeniden ses dalgalarına dönüşmesi sağlanmış olur. Dijital ve analog işaretlerin birlikte kullanıldığı bir sisteme en tanınmış örnek CD çalardır. Şekil-1.3’teki basitleştirilmiş diyagram temel ilkeyi göstermektedir. Dijital formdaki müzik CD’den laser diyot yardımıyla okunur ve bu kod dizileri D/A dönüştürücüye aktarılarak ses işaretine çevrilir. Dönüştürücü çıkışında elde edilen ses işareti analog yükselteç ile güçlendirilerek hoparlöre iletilir. Müzik CD’ye kaydedilirken burada açıklanan işlemin tersi, A/D dönüştürme kullanılmıştır.

SAYISAL VE ANALOG ÇOKLUKLAR

İKİLİK SAYILAR VE MANTIK DÜZEYLERİ
Dalga Biçimleri
SAYISAL DALGALAR
ZAMANLAMA DİYAGRAMI
Veri İletimi

SAYI SİSTEMLERİ VE SAYISAL KODLAR

ONLUK SAYILAR
İKİLİK SAYILAR
İkilik – Onluk Dönüştürme
Onluk -İkilik Dönüştürme
Ondalıklı Sayılar
İKİLİK ARİTMETİK
İkilik Toplama
İkilik Çıkarma
İkilik Çarpma
İkilik Bölme
İşaretli Sayıların Gösterimi
İşaretli Sayılarla aritmEtik İşlemler
ONALTILIK SAYILAR
İkilik- Onaltılık Dönüşüm
Onaltılık-İkilik Dönüşüm
Onaltılık-Onluk Dönüşüm
Onaltılık Toplama
2-tümleyen yöntemiyle onaltılık çıkarma
İKİLİK KODLU ONLUK SAYILAR (BCD)
İKO Toplama
SAYISAL KODLAR
Gray Kodu
4 Sayısal Elektronik Ders Notu
Gray kodu arttırmalı enkoder
3-Artı Kod

TEMEL MANTIK İŞLEMLERİ

DEĞİL (NOT) İŞLEMİ
VE (AND) İŞLEMİ
VEYA (OR) İŞLEMİ
VED (NAND) GEÇİDİ
VED Geçidi uygulamaları
VEYAD (NOR) GEÇİDİ
ÖZEL VEYA GEÇİDİ (EXCLUSIVE-OR)
ÖZEL VEYA DEĞİL GEÇİDİ (EXNOR GATE)
TÜMDEVRE LOJİK AİLELERİ
PROBLEMLER

BOOLEAN KANUNLARI VE DEMORGAN TEOREMİ

BOOLEAN TOPLAMA
BOOLEAN ÇARPMA
BOOLEAN ARİTMETİĞİNİN KANUNLARI VE KURALLARI
Boolean Aritmetiğinin Kanunları
Boolean Kuralları
DE MORGAN TEOREMİ
ÇARPIMLARIN TOPLAMI
Toplamların Çarpımı (TÇ)
BİRLEŞİK MANTIK DEVRELERİNİN TASARIMI
3-Değişkenli Karnaugh Haritasının Kullanımı
4-Değişkenli Karnaugh haritası
TASARIM ÖRNEĞİ

TOPLAYICI VE KARŞILAŞTIRICI

TOPLAYICILAR
PARALEL TOPLAYICILAR
KARŞILAŞTIRICILAR
MSI Karşılaştırıcılar

KODÇÖZÜCÜLER VE KODLAYICILAR

KOD ÇÖZÜCÜLER (DECODERS)
Temel İkilik Kodçözücü
74156 ve 74138 3-e-8 Kodçözücüler
Dört Bitlik İkilik Kodçözücü
74154 4-E-16 Kodçözücü
İKO/Onluk Kodçözücü
KODLAYICILAR (ENKODERS)
Onludan İKO’ya kodlayıcı

MULTİPLEXER DEMULTİPLEXER

MULTİPLEXER (VERİ SEÇİCİLER)
Veri Seçici / Multiplexer Uygulamaları
DEMULTİPLEXER
74154 ‘ün Demultiplexer olarak kullanılması
74156 ve 74138 ‘in Demultiplexer olarak kullanılması
EŞLİK BİTİ ÜRETECİ
MULTİPLEXER UYGULAMALARI

TUTUCULAR VE FLİP-FLOPLAR

SIRALI ARDIL MANTIK
TUTUCU (LATCH) DEVRELERİ
Geçitli S-R Tutucu
Geçitli D Tutucu
KENAR TETİKLİ FLİP-FLOP’LAR
S-R Flip-Flop
D flip-flop
6 Sayısal Elektronik Ders Notu
J-K Flip-Flop
T flip-flop
ASENKRON GİRİŞLER
FLİP-FLOPLARIN BAŞARIM ÖZELLİKLERİ
Yayılma Gecikmesi Süresi
Kurulma (Set-up) Süresi
Tutma (Hold) Süresi:
Maksimum Saat Frekansı
Vuru Genişlikleri
Güç Tüketimi
SORULAR

555 ZAMANLAYICI VE ÜÇ DURUMLU TAMPON

TEK ATIMLI VURU ÜRETEÇLERİ
KARARSIZ MULTIVIBRATÖRLER VE ZAMANLAYICILAR
555 ZAMANLAYICI
555’in Tek Atımlı Modda Çalıştırılması
ÜÇ-DURUMLU TAMPONLAR

SAYICILAR (COUNTERS)

ASENKRON SAYICILAR
2 BİT ASENKRON SAYICI
3 BİT ASENKRON SAYICI
ASENKRON ONLUK SAYICI
İKİLİK ASENKRON SAYICI TÜMDEVRESİ
SENKRON SAYICILAR
2 BİT SENKRON SAYICI
3 BİT SENKRON SAYICI
4 BİT SENKRON SAYICI
74LS163A 4 BİT İKİLİK SENKRON SAYICI
YUKARI/AŞAĞI SENKRON SAYICILAR
74190 YUKARI/AŞAĞI İKO (BCD) SAYICI
SENKRON SAYICI TASARIMI

KAYAR YAZAÇLAR

SERİ GİRİŞLİ-SERİ ÇIKIŞLI KAYAR YAZAÇLAR
UNİVERSAL KAYAR YAZAÇ
SORULAR
YARI İLETKEN BELLEKLER
TEMEL YARIİLETKEN BELLEK DİZİMİ
BELLEK ADRES VE KAPASİTESİ
TEMEL BELLEK İŞLEMLERİ
RAM’LAR VE ROM’LAR
SALT OKU BELLEKLER (ROM’LAR)
ROM AİLESİ
ROM’UN YAPISI
ROM’UN İÇ ORGANİZASYONU
ROM ÖRNEKLERİ
ÜÇ DURUMLU ÇIKIŞLAR VE YOLLAR
ROM erişim süresi
ÖRNEK ROM UYGULAMASI
BİLGİSAYAR UYGULAMALARINDA ROM
PROGRAMLANABİLİR ROM’LAR
PROGRAMLAMA
EPROM’LAR
UV EPROM’lar
EEPROM’LAR
ÖRNEK EPROM 27C64
OKU/YAZ DOĞRUDAN ERİŞİMLİ BELLEKLER RAM’LER
RAM AİLESİ
8 Sayısal Elektronik Ders Notu
STATİK RAM’LER (SRAM)
STATİK RAM’İN İÇ DÜZENİ
DİNAMİK RAMLER (DRAM)
DRAMİN TEMEL DÜZENİ
ADRES ÇOĞULLAMA
BELLEK İÇERİĞİNİN TAZELENMESİ
BELLEK GENİŞLETME
SÖZCÜK UZUNLUĞUNU ARTIRMA
SATIR SAYISI ARTIRMA
ÖZEL BELLEK TÜRLERİ
İLK GİREN İLK ÇIKAR (FIFO-FIRST IN FIRST OUT) BELLEKLER
FIFO UYGULAMALARI
SON GİREN İLK ÇIKAR BELLEKLER
RAM yığınlar
CCD BELLEKLER
BİLGİSAYARDA KULLANILAN BELLEKLER
DİNAMİK RAMLAR
STATİK RAMLAR
RAMLARIN Geleceği
PROGRAMLANABİLİR MANTIK AYGITLARI
PROGRAMLANABİLİR MANTIK DİZİM (PLA)
MANYETİK BELLEK ÇEŞİTLERİ
SAYISALDAN ANALOĞA ÇEVİRİCİ
İKİLİK AĞIRLIKLI GİRİŞLİ SAD
R/2R MERDİVEN SAD
ÖRNEK DAC
SAD BAŞARIM ÖZELLİKLERİ
ANALOGDAN-SAYISALA ÇEVİRİCİ (ADC)
Anında analog sayısal ÇEVİRİCİ
Ekim 2007 9
Sayısal-yokuş ADC (digital-ramp A/D)
İZLEYİCİ ANALOG-SAYISAL ÇEVİRİCİ
TEK-EĞİMLİ ANALOG-SAYISAL ÇEVİRİCİ
ÇİFT EĞİMLİ ANALOG SAYISAL ÇEVİRİCİ
ARDIŞIK YAKLAŞIM ADC
ÖRNEK ADC
SORULAR
SETİN TANITIMI
MANTIK GEÇİTLERİ
BOOLEAN ARİTMETİĞİ
TOPLAYICILAR VE KARŞILAŞTIRICILAR
KODÇÖZÜCÜLER VE KODLAYICILAR
MULTİPLEXER DEMULTİPLEXER
D TİPİ TUTUCULAR
J-K FLİP-FLOP UYGULAMALARI
555 ZAMANLAYICI
İKİLİK SAYICI
İKO (BCD) SAYICI
KAYAR YAZAÇLAR
3-DURUMLU TAMPONLAR
SAYISAL ANALOG DÖNÜŞTÜRÜCÜ
ANALOG SAYISAL DÖNÜŞTÜRÜCÜ
RAM BELLEK
TÜMDEVRE VERİ YAPRAKLARI
7400 DÖRTLÜ İKİ GİRİŞLİ VED GEÇİDİ
4011 DÖRTLÜ İKİ GİRİŞLİ CMOS VED GEÇİDİ
74LS02 DÖRTLÜ İKİ GİRİŞLİ VEYAD GEÇİDİ
4001 DÖRTLÜ İKİ GİRİŞLİ CMOS VEYAD GEÇİDİ
74LS04 ALTILI DEĞİL GEÇİDİ
74LS08 DÖRTLÜ İKİ GİRİŞLİ VE GEÇİDİ
74LS20 İKİLİ DÖRT GİRİŞLİ VED GEÇİDİ
74LS32 DÖRTLÜ İKİ GİRİŞLİ VEYA GEÇİDİ
74LS86 DÖRTLÜ EXOR GEÇİDİ
74HC266 DÖRTLÜ İKİ GİRİŞLİ EXNOR GEÇİDİ
74LS283 (74LS83) 4 BİT TAM TOPLAYICI
74HC85 4 BİT BÜYÜKLÜK KARŞILAŞTIRICI
74LS138 3-8 KODÇÖZÜCÜ/VERİ DAĞITICI
10 Sayısal Elektronik Ders Notu
74HC154 4-16 KODÇÖZÜCÜ/VERİ DAĞITICI
74HCT147 10 GİRİŞLİ 4 BİT ÇIKIŞLI YÜKSEK GİRİŞ ÖNCELİKLİ KODLAYICI
74LS151 8 GİRİŞLİ VERİ SEÇİCİ
74LS74A DUAL D TİPİ FLİP-FLOP
74HCT75 DÖRTLÜ TUTUCU
LM555 Timer

HAZIRLAYANLAR: Yar.Doç.Dr. MUSTAFA ENGİN Öğr. Gör.Dr. DİLŞAD ENGİN – Emeği geçen hazırlayan kişilere teşekkürler.

Yukarıda özetler verildi Sayısal Elektronik notlarının tamamı: