Sanal Senaryolar ve Etkileşimli Eğitimler Destekli Sayısal Devre Kurma Simülatörü; standart TTL LS ailesine ait entegre devrelerin yanı sıra uygulamaya özel tümleşik devreler (ASIC) temel alınarak sayısal devrelerin sanal bir modül üzerinde tasarlanmasını ve test edilmesini sağlayan bir yazılımdır.
Oluşturulan devreler doğrudan dijital modül üzerinde simüle edilebilir ve bazı durumlarda, devrenin gerçek hayatta çalışacağı ortamı temsil eden Sanal Senaryolar ile doğrulanabilir.
Program, tasarlanan devrelerin kaydedilmesine, tekrar yüklenmesine ve düzenlenmesine olanak tanır.
Ayrıca, yaygın kullanılan mantık devrelerini kapsayan etkileşimli öğretici içerikler sunar; bu eğitimlerin bir kısmı VHDL açıklamaları da içermektedir.
Sayısal Devre Simülatör Programının Avantajları
İçerik
TTL LS ailesine ait çok sayıda entegre devre modelini bünyesinde barındırır.
Oluşturulan devreler kaydedilip tekrar açılabilir; bu özellik, hem eğitim hem de öğrenme sürecinde örneklerin doğrulanmasını ve yeniden kullanılmasını sağlar.
Dijital modülün yanında sunulan etkileşimli eğitimler, kazanılan bilgilerin hızlıca pekiştirilmesine yardımcı olur.
Sanal senaryolar, tasarımın gerçek hayattaki kullanımını daha iyi kavramayı ve mantıksal yapının doğru kurgulanmasını kolaylaştırır.
ASIC modelleri, tasarımı sadeleştirir ve protoboard üzerindeki alan ihtiyacını azaltır. Ayrıca istenen işlevlerin örneklenmesi için etkili bir araçtır.
Yeni ASIC modelleri, VHDL tanımları veya C++ programları kullanılarak oluşturulabilir (mevcut sürümde programlama düzeyinde).
Sayısal Devre Simülatör Sınırlamalar
Devre modelleri, DIP kılıflı TTL entegrelere dayalıdır; kullanıcı yeni entegre modeli oluşturamaz.
Tüm modeller yalnızca mantıksal düzeydedir; üç durumlu (tri-state) veya çift yönlü pinler desteklenmez.
Elektriksel etkiler (sinyal gecikmeleri, giriş-çıkış yükleri, gürültü vb.) hesaba katılmaz.
Sunulan senaryo ve eğitim sayısı sınırlıdır.
Dijital Modül
Dijital modül (Şekil 1) aşağıdaki bileşenlerden oluşur:
Devre kurulum alanı (protoboard / breadboard)
Görsel göstergeler: 18 adet LED ve 3 adet yedi segment gösterge
Saat kaynakları: 1 Hz ve 10 Hz
Dijital girişler: 12 anahtar ve 4 buton
Besleme hatları: VCC ve GND
Senaryolarla bağlantı için 18 hatlı genişleme portu
Sistemi açıp kapatan ana güç anahtarı
Simülatör Devre Düzenleme
Devre düzenleme işlemi oldukça basittir. Entegreler, kategori menüsünden seçilerek protoboard üzerine yerleştirilir. Bağlantı kabloları, fare ile çizilerek oluşturulur. Entegreler veya kablolar, üzerlerine sağ tıklanarak kolayca kaldırılabilir.
Dijital Simülatör Senaryolar
Senaryolar program menüsünden seçilip eklenebilir. Ana güç anahtarı kapalıyken senaryo, önceden tanımlanmış davranışlara sahip bağımsız bir simülasyon olarak çalışır. Bu modda kullanıcı, devrenin çevresiyle nasıl etkileşmesi gerektiğini gözlemler. Ana anahtar açıldığında ise senaryo, dijital modülden gelen sinyallere göre davranır.
Eğitimler
Eğitim modülleri, sayısal elektroniğin temel konularını kapsar ve birçok durumda VHDL açıklamaları ile desteklenir. Gelecek sürümlerde, daha kapsamlı ve pedagojik açıdan zenginleştirilmiş eğitimlerin eklenmesi planlanmaktadır.
Mevcut eğitimler; temel mantık kapıları (AND, OR, NOT), kodlayıcılar, kod çözücüler, çoklayıcılar, toplayıcılar, karşılaştırıcılar, latch’ler ve flip-flop devrelerini kapsamaktadır.
Standart TTL LS Entegre Devre Modelleri
Programda; kombinasyonel devreler, ardışıl devreler, flip-flop’lar, kayıtçılar, kaydırma yazmaçları, bellekler, senkron ve asenkron sayaçlar dâhil olmak üzere çok sayıda TTL LS entegre modeli yer almaktadır. (Liste, orijinal metindeki kapsam korunarak birebir desteklenmektedir.)
Not: 7447 entegresindeki çift yönlü pin, yalnızca çıkış olarak modellenmiştir.
Uygulamaya Özel Entegre (ASIC) Modelleri
Programda dört adet ASIC modeli bulunmaktadır:
- 74801 – Gündüz/gece modlu altı lambalı trafik lambası
- 74802 – BCD sayaç, ikili çıkış ve dahili 7 segment kod çözücü
- 74803 – 0–8 arası sayaç
- 74804 – Geçiş sensörlü trafik lambası sistemi
- Devre, Senaryo ve Eğitim Örnekleri
Kombinasyonel Devreler
VE
- 7408 – 2 girişli VE (x4)
- 7411 – 3 girişli VE (x3)
- 7421 – 4 girişli VE (x2)
NAND
- 7400 – 2 girişli NAND (x4)
- 7410 – 3 girişli NAND (x3)
- 7420 – 4 girişli NAND (x2)
- 7430 – 8 girişli NAND
- 74133 – 13 girişli NAND
DEĞİL
- 7404 – DEĞİL (x6)
NOR
- 7402 – 2 girişli NOR (x4)
- 7427 – 3 girişli NOR (x3)
- 74260 – 5 girişli NOR (x2)
VEYA
- 7432 – 2 girişli VEYA (x4)
XOR
- 7486 – 2 Girişli XOR (x4)
- 74386 – 2 Girişli XOR (x4)
VE – VEYA – İNVERTER
- 7451 – 2-ürün, 2-3 girişli
- 7454 – 3-2-2-3 girişli
- 7455 – 2-ürün, 4 girişli
Kodlayıcılar
- 74147 – Öncelikli Kodlayıcı, 10 hatlıdan 4’e
- 74148 – Öncelikli Kodlayıcı, 8 hatlıdan 3’e
Kod Çözücüler
- 7442 – 10 Hatlı Kod Çözücü (BCD’den Ondalık Sayıya)
- 7447 – BCD’den 7 Segmentli Kod Çözücü
- 74137 – 8 Hatlı Kod Çözücü/Çoklayıcı
- 74138 – 8 Hatlı Kod Çözücü
- 74139 – 4 Hatlı Kod Çözücü/Çoklayıcı (x2)
- 74155 – 4 Hatlı Kod Çözücü/Çoklayıcı (x2)
- 74247 – BCD’den 7 Segmentli Kod Çözücü
Çoklayıcılar
- 74151 – 8’den 1’e Çoklayıcı
- 74153 – 4’ten 1’e Çoklayıcı (x2)
- 74157 – 2’den 1’e Çoklayıcı (x4)
- 74158 – 2’den 1’e Çoklayıcı (x4)
- 74298 – Kayıtlı 2’den 1’e Çoklayıcı (x4)
- 74352 – 4’ten 1’e Çoklayıcı (x2)
- 74398 – Kayıtlı 2’den 1’e Çoklayıcı (x4)
- 74399 – Kayıtlı 2’den 1’e Çoklayıcı (x4)
ALU
- 74181 – 4-bit Aritmetik Mantık Birimi
Parite Üreteci
- 74280 – Parite Üreteci/Denetleyici 9-bit çift/tek karşılaştırıcı
- 7485 – Büyüklük karşılaştırıcı, 4 bit
- 7483A – Toplayıcı, 4 bit
- 74283 – Toplayıcı, 4 bit
Sıralı Devreler
Flip floplar
- 7473A – JK flipflop, negatif kenar tetikleyici (x2)
- 7474A – D flipflop, ön ayar, sıfırlama, pozitif kenar tetikleyici (x2)
- 7476A – JK flipflop, ön ayar, sıfırlama, negatif kenar tetikleyici (x2)
- 74107A – JK flipflop, negatif kenar tetikleyici (x2)
- 74109A – JK flipflop, pozitif kenar tetikleyici (x2)
- 74112A – JK flipflop, negatif kenar tetikleyici (x2)
- 74113A – JK flipflop, negatif Kenar tetikleyici (x2)
- 74114A – JK flip-flop, negatif kenar tetikleyici (x2)
Latch Mandallı Kayıtlar
- 7475 – 4 mandal D
- 7477 – 4 mandal D
- 74256 – 4 bit adreslenebilir mandal (x2)
- 74259 – 8 bit adreslenebilir mandal
- 74279 – Ayar ve sıfırlama özellikli 4 mandal
- 74375 – 4 mandal D
Flip-floplu Kayıtlar
- 74174 – 6 D flip-flop
- 74175 – 4 D flip-flop
- 74273 – Temizleme özellikli 8 D flip-flop
- 74377 – Etkinleştirme özellikli 8 D flip-flop
- 74378 – Etkinleştirme özellikli 6 D flip-flop
- 74379 – Etkinleştirme özellikli 4 D flip-flop
Kaydırma Kayıtları
- 7495B – 4 bit
- 74164 – Seri giriş, paralel çıkış
- 74165 – 8 bit, paralel-seri
- 74166 – Paralel giriş, seri çıkış
- 74194A – Çift yönlü, 4 bit
- 74195A – 4 bit, evrensel
Bellek
- 74170 – 4 x 4 okuma/yazma belleği
Asenkron Sayaçlar
- 7490 – 2 ve 5’e bölme
- 7492 – 2 ve 6’ya bölme
- 7493 – 2 ve 8’e bölme
- 74196 – 2 ve 5’e bölme
- 74197 – 2 ve 8’e bölme
- 74290 – 2 ve 5’e bölme
- 74293 – 2 ve 8’e bölme
- 74390 – 2 ve 5’e bölme (x2)
- 74393 – 4 bitlik ikili sayaç (x2)
- 74490 – Onluk sayaç (x2)
Senkron Sayaçlar
- 74160A – Modül 10, asenkron sıfırlama
- 74161A – Modül 16, asenkron sıfırlama
- 74162A – Modül 10, senkron sıfırlama
- 74163A – Modül 16, senkron sıfırlama
- 74168 – Çift yönlü, Modül 10
- 74169 – Çift yönlü, Modül 16
- 74190 – Modül 10
- 74191 – Modül 16
- 74192 – Çift yönlü, BCD
- 74193 – Çift yönlü, Modül 16
- 74669 – Çift yönlü, Modül 16
Program içerisinde; AND kapısı için etkileşimli bir eğitim, sayaç tabanlı test devreleri, yedi segmentli gösterge uygulamaları ve 0–999 arası sayım yapan BCD sayaç devreleri gibi çeşitli örnekler yer almaktadır.
Ayrıca, su deposu ve pompa kontrolü gibi gerçek hayata yakın senaryolar ile trafik lambası kontrolü uygulamaları da kullanıcıya sunulmaktadır.
Yazarın notu: Daha iyi bir dünya için çalışalım. Sağlıcakla kalın. Chincha, Peru’dan içten selamlar.
Kaynak: tourdigital.net
