ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΡΙΘΜΩΝ ΚΑΙ ΚΩ ΙΚΕΣ 1

Transcript

1 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΡΙΘΜΩΝ ΚΑΙ ΚΩ ΙΚΕΣ Σχηµατισµός Μηνύµατος Βάση Αρίθµησης Παράσταση Αριθµών στο εκαδικό Σύστηµα 2 Μετατροπή υαδικού σε εκαδικό 3 Μετατροπή εκαδικού σε υαδικό Πράξεις µε υαδικούς Αριθµούς Αρνητικοί υαδικοί Αριθµοί Μετατροπή υαδικού σε Αριθµητικό Σύστηµα µε 11 Βάση ύναµη του Συστήµατα Αρίθµησης και Κώδικες Κώδικας BCD Κώδικας Υπέρβασης Κατά Τρία Οκταδικός Κώδικας 14 Μετατροπή Οκταδικού σε εκαδικό ιπενταδικός Κώδικας Κώδικας Gray εκαεξαδικός Κώδικας Κώδικας ASCII Κώδικες Ανίχνευσης και ιόρθωσης Σφαλµάτων 20

2 vi ΑΝΑΛΥΣΗ & ΣΧΕ ΙΑΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ 1-16 ιόρθωση Σφαλµάτων µε Βάση την Ελάχιστη 22 Απόσταση Hamming 1-17 Ανίχνευση Σφάλµατος µε την Προσθήκη Ψηφίου 24 Ισοτιµίας 1-18 Κώδικας Hamming 24 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ 27 2 ΑΛΓΕΒΡΑ BOOLE Γενικά Αξιώµατα και Θεωρήµατα της Άλγεβρας Boole Λογικές Εκφράσεις σε Κυκλώµατα µε Hλεκτρονόµους Λογικές Συναρτήσεις Κανονικές Μορφές Παράστασης Λογικών 43 Συναρτήσεων 2-6 Κανονικό Άθροισµα Γινοµένων Κανονικό Γινόµενο Αθροισµάτων 47 Όρος Αθροίσµατος Μεταβλητών 47 Κανονικό Άθροισµα Μεταβλητών 47 Παράσταση Συνάρτησης Γινοµένου Μέγιστων Όρων 47 Μετατροπή Μορφής Ελάχιστων Όρων σε Μορφή 48 Μέγιστων Όρων 2-8 Χαρακτηριστικός Αριθµός Συναρτήσεων Παράσταση Λογικών Συναρτήσεων µε Πολλαπλούς 54 Κύβους 2-10 Παράσταση Λογικών Συναρτήσεων µε Πίνακες 56 Karnaugh Πίνακας Karnaugh µιας Μεταβλητής 56 Πίνακας Karnaugh ύο Μεταβλητών 57 Πίνακας Karnaugh Τριών Μεταβλητών 58

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ vii Πίνακας Karnaugh Τεσσάρων Μεταβλητών 58 Πίνακας Karnaugh Πέντε Μεταβλητών 62 Πίνακας Karnaugh Έξη Μεταβλητών Πίνακες Karnaugh µε Συνθήκες Αδιαφορίας ιττότητα Λογικών Συναρτήσεων Συµπλήρωµα Λογικής Συνάρτησης Συναγωγή 70 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ 71 3 ΛΟΓΙΚΕΣ ΠΥΛΕΣ Πύλη OR Πύλη AND Πύλη ΝΟΤ Πύλη ΝAND Πύλη NOR Πύλη ΕXOR Πύλη EXNOR Υλοποίηση Λογικών Συναρτήσεων Σχεδίαση µε Πύλες NAND και NOR Εναλλακτικά Σύµβολα Πυλών Πύλες OR και AND µε ιόδους Πύλες RTL και RCTL Πύλες DTL Πύλες TTL Πύλες TTL Ανοικτού Συλλέκτη Πύλες MOS Πύλες CMOS 104

4 viii ΑΝΑΛΥΣΗ & ΣΧΕ ΙΑΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ 3-18 ιασύνδεση Πυλών TTL και CMOS 106 Οδήγηση Πυλών CMOS από Πύλες TTL 106 Οδήγηση Πυλών TTL από Πύλες CMOS Πύλες I 2 L και ECL Πύλες Τριών Καταστάσεων Πύλες Αµφίδροµων ιακοπτών 112 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΕΛΑΧΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ Πρώτοι Συνάγοντες Θεώρηµα Πρώτων Συναγόντων Βασικοί Πρώτοι Συνάγοντες Χρησιµοποίηση Πινάκων Karnaugh στην Ανεύρεση 122 Πρώτων Συναγόντων 4-5 Εύρεση Βασικών Πρώτων Συναγόντων από Πίνακες 127 Karnaugh 4-6 Εύρεση Πρώτων Συναγόντων µε τον Αλγόριθµο 129 Quine McCluskey 4-7 Άριστη Υλοποίηση Λογικών Συναρτήσεων 135 Ελαχιστοποίηση µε Πίνακα Karnaugh Ελαχιστοποίηση Συναρτήσεων που έχουν Αδιαφορίες Ελαχιστοποίηση σε Μορφή Γινοµένου Μέγιστων Όρων Αριστοποίηση της Σχεδίασης Συνδυαστικών Κυκλωµάτων µε Πίνακες Επικάλυψης 4-11 Ελαχιστοποίηση Συνδυαστικών Κυκλωµάτων Πολλαπλών Εξόδων ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ 156

5 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ix 5 ΧΡΟΝΟΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Μονοσταθής Πολυδονητής µε Τρανζίστορ Μονοσταθής Πολυδονητής µε Πύλες Ολοκληρωµένοι Μονοσταθείς Πολυδονητές 170 Χρονοκύκλωµα Μονοσταθής Πολυδονητής µε το Χρονοκύκλωµα Χρονοκύκλωµα Χρονοκυκλώµατα και Χρονοκυκλώµατα CMOS Εφαρµογές του Μονοσταθή Πολυδονητή Ασταθής Πολυδονητής µε Τρανζίστορ Ασταθής Πολυδονητής µε Πύλες Ολοκληρωµένοι Ασταθείς Πολυδονητές 183 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ FLIP-FLOP Flip-flop Τύπου S-R Flip-flop S-R µε Χρονισµό Flip-flop Τύπου J-K Flip-flop Θετικών και Αρνητικών Αιχµών ιέγερσης Flip-flop Τύπου D Flip-flop Master-Slave Flip-flop Τύπου Τ 204 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ 209

6 x ΑΝΑΛΥΣΗ & ΣΧΕ ΙΑΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ 7 ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΕΣ Καταχωρητής Ολίσθησης 215 Σειριακή Αποταµίευση 216 Παράλληλη Αποταµίευση 217 Σειριακή Εκταµίευση 219 Παράλληλη Εκταµίευση Καταχωρητές µε εξιά και Αριστερή Ολίσθηση 219 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΑΠΑΡΙΘΜΗΤΕΣ Απαρίθµηση µε Καταχωρητές 227 ακτυλιοειδής Απαριθµητής 228 Απαριθµητής Johnson Ασύγχρονοι Απαριθµητές Απαριθµητής Κυµάτωσης Ν Παλµών Ασύγχρονοι Ολοκληρωµένοι Απαριθµητές Σύγχρονοι Απαριθµητές 242 Σχεδίαση µε Flip-flop Τύπου S-R 243 Σχεδίαση µε Flip-flop Τύπου J-K Σύγχρονοι Ολοκληρωµένοι Απαριθµητές 251 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΚΩ ΙΚΟΠΟΙΗΤΕΣ ΚΑΙ ΑΠΟΚΩ ΙΚΟΠΟΙΗΤΕΣ Κωδικοποιητές εκαδικού σε BCD 257

7 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ xi 9-2 Κωδικοποιητές Οκταδικού σε υαδικό Αποκωδικοποιητές BCD σε εκαδικό Αποκωδικοποιητές υαδικού σε Οκταδικό Απεικόνιση σε Ενδείκτες 7-Τµηµάτων 267 Το LED 7-Τµηµάτων 267 Ενδείκτες Υγρού Κρυστάλλου (LCDs) Αποκωδικοποιητής BCD σε Κώδικα LED 7-Τµηµάτων Αποκωδικοποιητές BCD σε Κώδικα LCD 7-Τµηµάτων Μετατροπή Κώδικα LED 7-Τµηµάτων σε Κώδικα BCD 278 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΠΟΛΥΠΛΕΚΤΕΣ ΚΑΙ ΑΠΟΠΟΛΥΠΛΕΚΤΕΣ Σχεδίαση Πολυπλέκτη µε Πύλες Πολυπλέκτες Ολοκληρωµένων Κυκλωµάτων Υλοποίηση Συνδυαστκών Συναρτήσεων Εφαρµογές Πολυπλεκτών Αποπολυπλέκτες 294 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΕΣ ΜΝΗΜΕΣ Τεχνολογία Ηµιαγωγικών Μνηµών Γενική Οργάνωση Μνήµης Τύποι Ηµιαγωγικών Μνηµών Στατική και υναµική Μνήµη 1-Bit Γενική Οργάνωση Μνήµης RAM µε Ν-Bits 307

8 xii ΑΝΑΛΥΣΗ & ΣΧΕ ΙΑΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ 11-6 Μνήµες DRAM Ολοκληρωµένα Κυκλώµατα Μνηµών RAM Μνήµες ROM 318 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΩΝ ΠΡΑΞΕΩΝ Πρόσθεση υαδικών Ψηφίων Πρόσθεση υαδικών Αριθµών Αφαίρεση υαδικών Ψηφίων Αφαίρεση υαδικών Αριθµών Πολλαπλασιασµός υαδικών Αριθµών ιαίρεση υαδικών Αριθµών 338 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΑΣΥΓΧΡΟΝΑ ΑΚΟΛΟΥΘΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Σταθερές & Ασταθείς Καταστάσεις ιάγραµµα Μετάβασης Καταστάσεων 346 Προεργασία Αρχικός Πίνακας Ροής-Εξόδου Ισοδύναµες Καταστάσεις 350 Πίνακας Συνεπαγόµενων Ισοδυναµιών Paull & Unger Σύµπτυξη Καταστάσεων Σηµαιοδότηση Καταστάσεων Πίνακας Μεταβάσεων 363

9 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ xiii 13-8 Πίνακες Εξόδου Υλοποίηση Συστήµατος 366 Υλοποίηση µε Πύλες 366 Υλοποίηση µε Flip-Flops S-R 367 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ & ΣΧΕ ΙΑΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 389 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 447 ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΟΡΩΝ 449

10 xiv ΑΝΑΛΥΣΗ & ΣΧΕ ΙΑΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ