HARRAN ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Transkript

1 HARRAN ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ SAYISAL MANTIK TEMELLERİ LABORATUARI DENEY FÖYLERİ KİTAPÇIĞI Sayfa 0

2 İçindekiler Laboratuarda Uyulması Gereken Kurallar... 2 Deneylerde Kullanılacak Ekipmanların Tanıtılması... 3 Deney 1 : NOT VE AND Kapıları... 7 Deney 2 : OR NOR NAND Kapıları Deney 3 : EXOR EXNOR Kapıları Deney 4 : Boole Cebri Deney 5 : De Morgan ve Düalite Sayfa 1

3 Deneylerde Uyulması Gereken Kurallar Ön hazırlık ve Sonuç Raporları kişisel olarak hazırlanacaktır. Aynı olan raporlar kopya sayılacak ve ona göre işlem yapılacaktır. Deneye mazeretsiz geç kalan öğrenciler devamsız sayılırlar. Öğrencinin gelmediği deneyde alacağı not 0 dır. Verimli bir çalışma ortamı sağlamak amacıyla alçak sesle konuşunuz. Gruplar arasında malzeme alışverişi yapılmamalıdır. Deney süresince deneyden çıkılamaz. Gerektiğinde görevliden izin isteyerek çıkabilirsiniz. Deneyde kullanılacak olan ölçü aleti, kablolar, kaynaklar, deney setleri gibi ekipmanlar her masada sayılı dağıtılmıştır. Dolaysıyla masalar arası kablo veya ölçü aleti taşımak kesinlikle yasaktır. Deney bitiminde görevli tarafından sayılacaktır ve sağlamlıkları kontrol edilecektir. Sağlam olmayan veya eksik bırakılan malzemeden ilgili masadaki öğrenci grubu sorumludur. Deney sonunda deney masasındaki bütün elektriksel cihazların elektrik bağlantısı kesilmeli, kablolar sökülerek ilgili cihazın üzerine konulmalı, tabureler ve masa düzenli bir şekilde bırakılmalıdır. Aksi takdirde deney sonuçları imzalanmayacaktır. Deneye gelmeden önce ön hazırlık raporu hazırlanmalı deney föyündeki ön hazırlık soruları bu raporda cevaplandırılmalıdır. Bu raporu hazırlamayanlar deneye alınmayacaktır ve devamsız sayılacaktır. Deney sonuç raporu ise deneyden bir sonraki hafta deneye gelirken getirilecektir. Deney sonuç raporunda deney sonuç soruları mutlaka cevaplandırılmalıdır. Deneyde yapılan ölçümler görevli öğretim elemanına imzalatılacaktır. İmzalı belge her bir kişisel sonuç raporuna eklenecektir. Teknik Olarak Deneylerde Dikkat Edilmesi Gereken Konular Deneylerde dikkat edilmesi gereken konular aşağıda sıralanmıştır. Bu konulara dikkat edilmemesi durumunda deneyi bitirebilmek için daha çok vakit harcamanız gerekecektir. Bread boardların altında ve üstündeki yatay blokları besleme ve toprak için kullanırsanız, devreyi kurmanız ve gerektiğinde kontrol etmeniz kolaylaşır. Bağlantı tellerinin uçlarını fazla sıyırmamalıyız. Aksi takdirde yanındaki elemanla kısa devre yapma ihtimali olabilir. Bağlantı tellerinin uçlarının bükük olmadığına dikkat edilmesi gerekir. Devreleri kurarken gerilim kaynağı mutlaka kapalı olmalıdır. Devre üzerinde değişiklik yapılırken (eleman ekleme/çıkarma, bağlantı değiştirme) gerilim kaynağı mutlaka kapalı olmalıdır. Eğer bu konularda hassasiyet gösterilmişse ve yine de devrede bir hata var ise; kontrolü aşağıdaki sıraya göre yapmalıyız. Yanlış Bağlantı Kopuk Tel Elemanların yanlış değerde seçilmesi Sayfa 2 Elemanların bozuk olması Deney seti cihazlarının bozuk olması Ölçü aletlerinin bozuk olma

4 Deneylerde Kullanılacak Ekipmanların Tanıtılması a) NOT (DEĞİL) Kapısı DEĞİL kapısı, girişindeki mantıksal değeri tersine çevirir.girişteki işaretin lojik 1 seviyesinde olması durumunda çıkış lojik 0 seviyesinde, lojik 0 seviyesinde olması durumunda ise çıkış lojik 1 seviyesinde olur. Yukarıdaki şekilde sembolize edilir. A giriş, out ise çıkış olarak adlandırılır. Aşağıdaki şekilde değil kapısının entegresi olan 7404 ün iç yapısı gösterilmektedir. b) AND (VE) Kapısı VE kapısı, devredeki lambanın yanması için, seri bağlı A ve B anahtarlarının her ikisinin de kapalı (1 durumunda) olması gerekir.doğruluk tablosunun son sütunu, A ve B değişkenlerinin çarpımı ile eldeedilir.(y=axb) Bu işlemi yapan lojik devreye VE KAPISI (And Gate) denir. VE Kapısı, sadece tüm girişleri 1 ise 1 verir, diğer tüm hallerde 0 verir. Yandaki şekildeki gibi sembolize edilir.aşağıdaki şekilde ve kapısının entegresi olan 7408 in iç yapısı gösterilmektedir. Sayfa 3

5 c) OR (VEYA) Kapısı VEYA Kapısı, herhangi bir girişi 1 olduğunda 1 cevabı verir, ancak tüm girişleri 0 ise 0 verir. Yandaki şekildeki gibi sembolize edilir.aşağıdaki şekilde veya kapısının entegresi olan 7432 in iç yapısı gösterilmektedir. d) NAND (TERS VE) Kapısı Girilen iki ya da daha çok değerin çarpılmasını sağlayan ve sonucun tersini alan kapıdır. Buna ve değil kapısı veya TVE (TersVe) kapısı denir. İngilizce kısaltması ise NAND 'dır. VE Değil Kapısı, sadece tüm girişleri 1 ise 0 verir, diğer tüm hallerde 1 verir.yandaki şekildeki gibi sembolize edilir.aşağıdaki şekilde ters ve kapısının entegresi olan 7400 in iç yapısı gösterilmektedir Sayfa 4

6 e) NOR (VEYA DEĞİL) Kapısı VEYADEĞİL kapısı, elektronikte, girilen iki ya da daha çok değerin toplanmasını sağlayan ve sonucun tersini alan kapıdır. Buna veya değil kapısı (NOR gate) denir. VEYADEĞİL Kapısı, sadece tüm girişleri 0 ise 1 verir, diğer tüm hallerde 0 verir. Yandaki şekildeki gibi sembolize edilir.aşağıdaki şekilde veya değil kapısının entegresi olan 7402 in iç yapısı gösterilmektedir f) EXOR (ÖZEL VEYA) Kapısı EXOR (EXclusive OR) Kapısı, girişindeki işaretler birbirinden farklı olduğu zaman çıkış olarak 1 verir, diğer tüm hallerde 0 verir. EXOR kapısının Boole Cebirieşitliği; Aexor B = A'B+AB'şeklindedir. Yandaki şekildeki gibi sembolize edilir.aşağıdaki şekilde özel veya kapısının entegresi olan 7486 in iç yapısı gösterilmektedir. Sayfa 5

7 g) EXNOR (ÖZEL VEYA DEĞİL) Kapısı EXNOR Kapısı, EXOR işleminin sonucunun tersini üretir. Sadece bir girişi 1 olduğunda 0 cevabı verir; diğer tüm durumlarda ise 1 cevabını verir. Yandaki şekildeki gibi sembolize edilir. Aşağıdaki şekilde özel veya kapısının entegresi olan in iç yapısı gösterilmektedir 2) Ön Deney Raporu ve Deney Sonuç Raporunun Hazırlanması Bu raporlar kişisel olarak hazırlanacaktır. a) Ön Deney Raporu Ön deney raporu ile öğrencilerin deney konularına önceden çalışması hedeflenmektedir. Dolaysıyla ön deney raporu hazırlanmadan önce deney föyünün deneyle ilgili teorik bilgiler kısmı iyice okunmalıdır. Daha sonra ön hazırlık soruları çözmeli ve bir rapor halinde deneye gelirken getirilmelidir. b) Deney Sonuç Raporu Deney sonuç raporu ile öğrencilerin deneyde görülmesi hedeflenen sonuçlara ulaşılıp ulaşılmadığı kontrol edilmektedir. Deney sonuç raporunda; deney adı, deneyin amacı,deneyin yapılışı,deney sonuçları,deney sonuç soruları, deneyle ilgili kişinin yorumu ve sonuç kısımları bulunmalıdır. İmzalı belge veya kopyası eklenmelidir. Sayfa 6

8 DENEY #1 NOT VE AND KAPILARI Deneyin Amacı : NOT ve AND kapılarının doğruluk tablosunu oluşturmak Kullanılan Alet ve Malzemeler: 1) DC Güç Kaynağı 2) Switch ve LED 3) Çeşitli Değerlerde Dirençler ve bağlantı kabloları Deneyle İlgili Teorik Bilgiler: NOT (DEĞİL) Kapısı DEĞİL kapısı, girişindeki mantıksal değeri tersine çevirir.girişteki işaretin lojik 1 seviyesinde olması durumunda çıkış lojik 0 seviyesinde, lojik 0 seviyesinde olması durumunda ise çıkış lojik 1 seviyesinde olur. Yukarıdaki şekilde sembolize edilir. A giriş, out ise çıkış olarak adlandırılır. Aşağıdaki şekilde değil kapısının entegresi olan 7404 ün iç yapısı gösterilmektedir. Sayfa 7

9 AND (VE) Kapısı VE kapısı, devredeki lambanın yanması için, seri bağlı A ve B anahtarlarının her ikisinin de kapalı (1 durumunda) olması gerekir.doğruluk tablosunun son sütunu, A ve B değişkenlerinin çarpımı ile elde edilir.(y=axb) Bu işlemi yapan lojik devreye VE KAPISI (And Gate) denir. VE Kapısı, sadece tüm girişleri 1 ise 1 verir, diğer tüm hallerde 0 verir. Yandaki şekildeki gibi sembolize edilir.aşağıdaki şekilde ve kapısının entegresi olan 7408 in iç yapısı gösterilmektedir. Ön Hazırlık Soruları : S.1. NOT ve AND kapılarının doğruluk tablolarını oluşturun. S.2. Multisim de NOT ve AND kapılarının doğruluk tablolarını oluşturacak devreyi kurun ve Açık Ders Notu Merkezinden gönderin. S.3.NOT kapısının iç yapısını araştırın ve çizin. S.4. AND kapısının iç yapısını araştırın ve çizin. Deneyin Yapılışı : 1) NOT kapısının devresini kurup doğruluk tablosunu oluşturun. Tabloya kaydedin. 2) AND kapısının devresini kurup doğruluk tablosunu oluşturun. Tabloya kaydedin. Sayfa 8

10 Sayfa 9

11 A Çıkış NOT Doğruluk Tablosu A B Çıkış AND Doğruluk Tablosu Deney Sonuç Soruları S.1. Multisimde yaptığınız doğruluk tablosu ile deneyde çıkardığınız doğruluk tablosunu karşılaştırın. S.2. Multisimde AND ve NOT Kapılarının iç yapıları ile bu kapıları oluşturun. Açık ders notu merkezinden gönderin. Sayfa 10

12 DENEY #2 OR, NOR ve NAND KAPILARI Deneyin Amacı : OR NOR ve NAND kapılarının doğruluk tablosunu oluşturmak Kullanılan Alet ve Malzemeler: 1) DC Güç Kaynağı 2) Switch ve LED 3) Çeşitli Değerlerde Dirençler ve bağlantı kabloları Deneyle İlgili Teorik Bilgiler: OR (VEYA) Kapısı VEYA Kapısı, herhangi bir girişi 1 olduğunda 1 cevabı verir, ancak tüm girişleri 0 ise 0 verir. Yandaki şekildeki gibi sembolize edilir.aşağıdaki şekilde veya kapısının entegresi olan 7432 in iç yapısı gösterilmektedir. Sayfa 11

13 NAND (TERS VE) Kapısı Girilen iki ya da daha çok değerin çarpılmasını sağlayan ve sonucun tersini alan kapıdır. Buna ve değil kapısı veya TVE (Ters Ve) kapısı denir. İngilizce kısaltması ise NAND 'dır. VE Değil Kapısı, sadece tüm girişleri 1 ise 0 verir, diğer tüm hallerde 1 verir.yandaki şekildeki gibi sembolize edilir.aşağıdaki şekilde ters ve kapısının entegresi olan 7400 in iç yapısı gösterilmektedir a) NOR (VEYA DEĞİL) Kapısı VEYADEĞİL kapısı, elektronikte, girilen iki ya da daha çok değerin toplanmasını sağlayan ve sonucun tersini alan kapıdır. Buna veya değil kapısı (NOR gate) denir. VEYADEĞİL Kapısı, sadece tüm girişleri 0 ise 1 verir, diğer tüm hallerde 0 verir. Yandaki şekildeki gibi sembolize edilir.aşağıdaki şekilde veya değil kapısının entegresi olan 7402 in iç yapısı gösterilmektedir Sayfa 12

14 Ön Hazırlık Soruları : S.1. OR NOR NAND kapılarının doğruluk tablolarını oluşturun. S.2. Multisim de OR NOR NAND kapılarının doğruluk tablolarını oluşturacak devreyi kurun ve Açık Ders Notu Merkezinden gönderin. S.3. OR NOR NAND kapısının iç yapısını araştırın ve çizin. Deneyin Yapılışı : 1) OR kapısının devresini kurup doğruluk tablosunu oluşturun. Tabloya kaydedin. 2) NOR kapısının devresini kurup doğruluk tablosunu oluşturun. Tabloya kaydedin. 3)NAND kapısının devresini kurup doğruluk tablosunu oluşturun. Tabloya kaydedin. Sayfa 13

15 A B Çıkış OR Doğruluk Tablosu Sayfa 14

16 A B Çıkış NOR Doğruluk Tablosu A B Çıkış NAND Doğruluk Tablosu Deney Sonuç Soruları S.1. Multisimde yaptığınız doğruluk tablosu ile deneyde çıkardığınız doğruluk tablosunu karşılaştırın. S.2. Multisimde OR NOR NAND Kapılarının iç yapıları ile bu kapıları oluşturun. Açık ders notu merkezinden gönderin. Sayfa 15

17 DENEY #3 EXOR EXNOR KAPILARI Deneyin Amacı : EXOR ve EXNOR kapılarının doğruluk tablosunu oluşturmak Kullanılan Alet ve Malzemeler: 1) DC Güç Kaynağı 2) Switch ve LED 3) Çeşitli Değerlerde Dirençler ve bağlantı kabloları Deneyle İlgili Teorik Bilgiler: EXOR (ÖZEL VEYA) Kapısı EXOR (EXclusive OR) Kapısı, girişindeki işaretler birbirinden farklı olduğu zaman çıkış olarak 1 verir, diğer tüm hallerde 0 verir. EXOR kapısının Boole Cebiri eşitliği; A exor B = A'B+AB' şeklindedir. Yandaki şekildeki gibi sembolize edilir.aşağıdaki şekilde özel veya kapısının entegresi olan 7486 in iç yapısı gösterilmektedir. Sayfa 16

18 EXNOR (ÖZEL VEYA DEĞİL) Kapısı EXNOR Kapısı, EXOR işleminin sonucunun tersini üretir. Sadece bir girişi 1 olduğunda 0 cevabı verir; diğer tüm durumlarda ise 1 cevabını verir. Yandaki şekildeki gibi sembolize edilir.aşağıdaki şekilde özel veya kapısının entegresi olan in iç yapısı gösterilmektedir Ön Hazırlık Soruları : S.1. EXOR ve EXNOR kapılarının doğruluk tablolarını oluşturun. S.2. Multisim de EXOR ve EXNOR kapılarının doğruluk tablolarını oluşturacak devreyi kurun ve Açık Ders Notu Merkezinden gönderin. S.3.EXOR ve EXNOR kapısının iç yapısını araştırın ve çizin. Deneyin Yapılışı : 1) EXOR kapısının devresini kurup doğruluk tablosunu oluşturun. Tabloya kaydedin. 2) EXNOR kapısının devresini kurup doğruluk tablosunu oluşturun. Tabloya kaydedin. Sayfa 17

19 Sayfa 18

20 A B Çıkış EXOR Doğruluk Tablosu A B Çıkış EXNOR Doğruluk Tablosu Deney Sonuç Soruları S.1. Multisimde yaptığınız doğruluk tablosu ile deneyde çıkardığınız doğruluk tablosunu karşılaştırın. S.2. Multisimde EXOR ve EXNOR Kapılarının iç yapıları ile bu kapıları oluşturun. Açık ders notu merkezinden gönderin. Sayfa 19

21 DENEY #4 BOOLE CEBRİ Deneyin Amacı : Boole Cebri uygulamalarının yapılması Kullanılan Alet ve Malzemeler: 1) DC Güç Kaynağı 2) Switch ve LED 3) Çeşitli Değerlerde Dirençler ve bağlantı kabloları Deneyle İlgili Teorik Bilgiler: Boolen Cebri A B A+B Yukarıdaki tabloya göre A+B nin ifadesini yazacak olursak; A+B= A.B+A.B +A.B olur. Yani A+B nin lojik 1 olduğu durumlardaki A ve B girişlerinin değerlerine bakılır. Eğer A nın değeri lojik 0 ise A, eğer lojik 1 ise A çarpanı gelir. B girişi içinde aynısı uygulanır ve ilk ifade oluşturulur. Daha sonra diğer A+B nin lojik 1 olduğu durumlar için bu ifadeler hesaplanır. Hesaplanan bu ifadelerin OR (+) işlemine tabii tutulması ile A+B nin ifadesi hesaplanır. Ön Hazırlık Soruları : S.1. Boolen Cebri özelliklerini açıklayınız. S.2. Multisim de deneyi gerçekleştirin ve Açık Ders Notu Merkezinden gönderin. S.3.Aşağıda doğruluk tablosu verilen çıkışların ifadelerini hesaplayınız. Sayfa 20

22 Deneyin Yapılışı : 1) Aşağıdaki doğruluk tablolarını gerçekleyen devrelerin lojik diyagramını çiziniz ve doğruluğunu deney yaparak ispatlayın. Tablolara değerleri kaydediniz. A B C Çıkış A şıkkı için Doğruluk Tablosu A B C Çıkış B şıkkı için Doğruluk Tablosu Sayfa 21

23 A B C Çıkış C şıkkı için Doğruluk Tablosu Deney Sonuç Soruları S.1. Multisimde yaptığınız doğruluk tablosu ile deneyde çıkardığınız doğruluk tablosunu karşılaştırın. Sayfa 22

24 DENEY #5 DE MORGAN ve DÜALİTE Deneyin Amacı : De Morgan ve Düalite işlemlerininin ispatlanması Kullanılan Alet ve Malzemeler: 1) DC Güç Kaynağı 2) Switch ve LED 3) Çeşitli Değerlerde Dirençler ve bağlantı kabloları Deneyle İlgili Teorik Bilgiler: De Morgan De Morgan Kuralı aşağıdaki şekilde ifade edilir. (A.B)'=A'+B' (A+B)'=A'.B' Düalite Bir lojik eşitliğin düali, x yerine +, + yerine x, 1 yerine 0, 0 yerine 1 koyarak ve değişkenler değiştirilmeden elde edilir. a + a.b = a ise düalide doğrudur a.(a+b)=a Ön Hazırlık Soruları : S.1. De Morgan ve Düalite nedir açıklayınız. S.2. Multisim de deneyi gerçekleştirin ve Açık Ders Notu Merkezinden gönderin. Deneyin Yapılışı : 1) (A.B) ifadesinin doğruluk tablosunu oluşturun. Tabloya kaydedin. 2) A +B ifadesinin doğruluk tablosunu oluşturun. Tabloya kaydedin. 3) a + a.b = a olduğunu deneysel olarak ispatlayın. 4) a.(a+b) = a olduğunu deneysel olarak ispatlayın. Sayfa 23

25 A B Çıkış (A.B) için Doğruluk Tablosu A B Çıkış A +B için Doğruluk Tablosu A B A+A.B a + a.b için Doğruluk Tablosu Sayfa 24

26 A B A.(A+B) a.(a+b) için Doğruluk Tablosu Deney Sonuç Soruları S.1. Multisimde yaptığınız doğruluk tablosu ile deneyde çıkardığınız doğruluk tablosunu karşılaştırın. S ve 2. adımlardaki doğruluk tablolarını kıyaslayın. S ve 4. Adımlardaki doğruluk tablolarını kıyaslayın. Sayfa 25