1. SAYICILAR Bir say n temel i levi, sefilen birim zaman araliginda, meselâ saten veya darbe jeneratöriinden gelen toplam darbe say ölfmektir. Bir dijital say (sayaç-counter), sefilen bir zaman araligindaki darbe say istenen kod da gösteren say sal bir? ikt iiretir. Dijital elektronikte say lann? ok önemli bir yere sahiptir. Genel olarak say lar, flip floplarm uygun ekilde arka arkaya ba lanmalanndan elde edilirler. Say lar ölcii, kumanda ve kontrol tesislerinde yo un olarak kullamhrlar. Meselâ, imalat yap lan bir fabrikada imal edilen ürüniin koliler halinde paketlenmesi için belli bir say da üriin olmas gerekli. Bant iizerine iiretilen iirünleri sayan bir say ile bu sorunu kolayca? 6zebiliriz. Üretim do ru say ya ula tiginda iiretim durur ve iiretilen iiriinler paketlenir. Bunun yamnda dijital saatlerde ya da belli bir zaman araligi ile yap lan i lerde yine say lara görev diismektedir. Say lan genel anlamda iki ekilde simfland rabiliriz.
> Saat sinyalinin uygulams na göre; Asenkron (Farkh zamanh) Say lar: Asenkron say larda saat sinyali sadece ilk flip flopa uygulan r. Bu flip flopun ç kis ikinci flip flopun saat giri ine uygulan r. Senkron (E zamanh) Say lar: Senkron say larda ise saat sinyali türn flip floplara ayn anda uygulan r. > Sayma yöniine göre say lar; Yukar Say lar: O dan ba lay p belirli bir say ya kadar say lar. agi Say lar: Belirli bir say dan ba lay p O a do ru sayan say lar. Yukar - agi Say lar: Bir anahtar yard ile hem yukar hem a do ru sayma islemi yapan say lar. Say lar giri ine uygulanan darbe miktanna bagh olarak T de er alabilen elektronik devrelerdir. Buradaki n say cimn yap ndaki flip flop say sim verir. Bunun yamnda 2 n say say cimn modunu, 2M say da say cimn en çok kaça kadar sayabilece ini bize gösterir. Bu durumu bir örnekle aciklayacak olursak. n = 3 ise; bu say da 3 tane flip flop kullamlm mod 8 bir say r ve ençok 2 n -l=2 3 -l= 7 e kadar sayabilmektedir. E er yukar dogru bir say ise 0-1-2-3-4-5-6-7 say p tekrar O a dönecektir. ekil 1.1 de mod 8 say cimn dongiisii gösterilmi tir. ekil 1.1: Mod 8 say cimn aldigi de erler Bir say cimn tekrar yapmadan sayabildi i durum say na o say cimn modu denir. Turn say lar belli bir moda göre çahs rlar. Ancak say modlan hep 2 nin katlan eklinde olmak zorunda de ildir. Meselâ, az önce örnek verdi imiz say mod 8 say r ancak biz mod 10 bir say tasarlamak da mümkiindür. Bu konuyu modlu say lar alt nda daha detayh inceleyece iz.
imdi bu tan mlamalardan sonra say çe itlerini daha yak ndan tan maya ba layabiliriz. 1.1. Asenkron Say lar Asenkron say lar, JK flip floplann arka arkaya ba lanmas ile elde edilen say lard r. Saat sinyali sadece ilk flip flopa uygulan r. ikinci flip flopa ise birinci flip flopun ç kis ba lan r. Uciincii flip flopa da ikinci flip flopun ç kis ba lan r. Ç kislar ise Q cikislarmdan elde edilir. Bu sayede kaç bitlik say tasarlayacaksak o kadar flip flopu arka arkaya ba layarak ihtiyac z olan say elde edebiliriz. Asenkron say lar da saat sinyali sadece ilk flip flopa uygulandigi için giri i ile ç kis aras nda olu an bir zaman gecikmesi olu ur. Meselâ, her bir flip-flop 10 ns gecikme çekse, tic flip flop kullamldiginda toplam 30 ns lik bir gecikme olur. Uzun siireler için bu sorun olu turabilir. Bu gecikme durumundan dolay asenkron flip floplar zaman denetiminde tercih edilmezler. Ancak say m i lemleri için ideal özellige sahiptirler. Meselâ, bir banttan geçen üriinleri saymak için kullamrsak ve her üriin geçtiginde bir saat sinyali gönderilirse battan geçen üriinleri saymis oluruz. 1.1.1 Asenkron Yukan Say lar 1.1.1.1. Uf Bitlik Say Bir önceki modiil den de hat rlayacagim z iizere e er JK flip flopun J ve K giri lerine 1 uygularsak Toggle (her defas nda cikis n durum de tirmesi) modunda fahs r. Ancak saat sinyali bir pozitif ve bir negatif alternans tamamladiginda (1 periyodunda) JK flip flop sadece bir kere konum de tir (1 alternans olu ur). Birinci flip flop saat sinyalinin frekans m ikiye bölmiis olur. Birinci flip flopun ç kis ikinci flip flopun giri ine ba landiginda ayn lem ikinci flip flop için de gerçekle mi olur. Bu durumda giri teki saat sinyalinin frekans ikinci flip flopun cikis nda dörde böliinmiis olur. Not: Burada flip floplann diisen kenarda tetikledi imizi varsayarak i lemlerimizi takip edelim. U e bitlik asenkron ikilik yukan say devresi 000 dan lll e kadar sayma i lemi yapar. Bu devrede JK flip floplar arka arkaya ba lanmist r. ekil 1.2 de görüldugii gibi, saat sinyali sadece birinci flip flopa uygulan r. Birinci flip flopun Q ç kis ndan hem en kiiciik ikilik basamak elde edilir hem de ikinci flip flopun saat sinyali sa lanmis olur.
ekil 1.2: Uf bitlik asenkron yukan say devresi ekil 1.2 deki devreyi incelersek, turn flip floplann giri ine bir uygulanmis durum da ve saat sinyali sadece birinci flip flopa uygulan yor. lk durumda turn cikislarm 0 oldugunu diisiinelim. Saat sinyalinin ilk diisen kenannda (1 iken 0 oldu u an) birinci flip flop Q cikis 1 olur. Bu aym zaman da ikinci flip flopun saat giri ine uygulan r. ikinci bir saat sinyali ile birinci flip flopun Q ç kis 0 olur. Bu durumu ikinci flip flop bir diisen kenar olarak alg ladig için ç kis konum de tirir ve 0 olan ç kis 1 olarak de ir. Uciincii saat sinyalinde birinci flip flop tekrar konum degi tirir, yani 0 iken 1 olur. Bu durum ikinci flip flopun giri ine de uygulan r ama bu durum yiikselen kenar oldu u için ikinci flip flopun konum de tirmesine sebep olmaz. Buradaki flip floplar saat giri indeki sinyal sadece 1 iken 0 oldu unda tetiklenir. Bir sonraki saat sinyalinde ise ilk iki flip flop 0 olurken uciincii flip flop 1 durumu ahr. Bu durum hepsi 111 oluncaya kadar devam eder, daha sonra hepsi 000 olarak en ba tan ba lar.
CLK lar A B C 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 1 1 0 7 1 1 1 1.1.1.2. Dört Bitlik Say ekil 1.3: 3 bitlik asenkron yukan say n zaman grafi i Tablo 1.1: 3 bitlik asenkron yukan say do ruluk tablosu Asenkron 4 bitlik say 3 bitlikten farkl olarak arkas na bir flip flop daha eklenmi halidir. Dolay yla 0000 dan llll e kadar sayma i lemi yapmaktad r. Çalisma prensibi 3 bitlik say ile ayn r. ekil 1.4 de dört bitlik say n devresi, zaman diyagram ve do ruluk tablosu verilmi tir.
ekil 1.5: Asenkron dört bitlik yukan say ekil 1.6: Dört bitlik asenkron yukan say zaman diyagram
CLK lar A B C D 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1 10 1 0 1 0 11 1 0 1 1 12 1 1 0 0 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0 15 1 1 1 1 Tablo 1.2: Dört bitlik asenkron yukan sayc do ruluk tablosu Asenkron dört bitlik say ile O dan 15 e kadar ikilik diizende sayma i lemi gerçekle tirebiliriz. Burada dikkat etmemiz gereken bir konuda kiiciik basamak ilk flip flopa bagh olan D cikis r. Yukandaki say ifade edecek olursak ABCD eklinde yazmal z. Bu durum genel literatiir de MSD (en biiyiik basamak), LSD (en kiiciik basamak) olarak adlandinl r. Burada A en biiyiik basamak, D ise en kiiciik basama a kar ihk gelir. Tablo 1.2 da dört bitlik asenkron yukan say cimn do ruluk tablosu verilmi tir. 1.1.2. Asenkron A agi Say lar 1.1.2.1 Uf Bitlik Say lie bitlik a agi do ru say larda say sayma i lemine ilk saat sinyali ile birlikte lll den ba lar ve 000 a kadar a agi do ru sayma i lemi yapar. Daha sonra sayma i lemi yine 111 olur. Döngii bu ekilde devam eder. lie bitlik a agi say cimn tiç bitlik yukan say dan fark ikinci flip flopun saat sinyali birinci flip flopun Q ç ndan de il de Q' ç kis ndan al nmist r. Aym ekilde iiciincii flip flopun da saat sinyali ikinci flip flopun Q' cikis ndan al nmist r. Hat rlatma: Flip floplar 1 den 0 a geçi te (diisen kenarda) tetiklenmektedir. Normalde JK flip floplar Toggle modunda çalis rken ve saat sinyali uygulanmam iken Q ç kislan 0, Q' cikislan ise 1 durumundad r. lk saat sinyali uygulandiginda 1. flip flopun Q cikis 1 olur. Q'? ikis 1 iken 0 olur ve ikinci flip flopu tetikler. Aym ekilde ikinci
flip flopunda Q ciki 0 iken 1 olur. Q' ciki da 1 iken s r oldugunda bu durum uciincii flip flopu tetikler bu sayede ilk saat sinyali ile u? flip flopunda? ki i 1 olur ve her saat sinyali ile a agi do ru sayma i lemi devam eder. kilik diizende 7 den O a do ru sayma i lemi yapar. ekil 1.7: tic bitlik asenkron a agi say devresi ekil 1.8: tic bitlik asenkron a agi say devresi zaman diyagram
CLK lar A B C 0 1 1 1 1 1 1 0 2 1 0 1 3 1 0 0 4 0 1 1 5 0 1 0 6 0 0 1 7 0 0 0 1.1.2.2 Dört Bitlik Say Tablo 1.3: tic bitlik asenkron a agi say devresi do ruluk tablosu Asenkron dört bitlik geri say n çahsma prensibi tic bitlik geri say n çalisma esas ile ayn r. Tek fark bir flip flop daha eklenmi olmas r. Bundan dolay 2 3 den de il de 2 4 den geri sayabilmektedir. Ba langic say ikilik diizende 7 yerine 15 ten ba lar. Dört bitlik asenkron a agi say n devresi, zaman diyagram ekil 1.9 ve 1.10 da ve do ruluk tablosu Tablo 1.4 de göriilmektedir. ekil 1.9: Asenkron dört bitlik a agi say
ekil 1.10: Dört bitlik asenkron a agi say devresi zaman diyagram CLK lar A B C D 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 2 1 1 0 1 3 1 1 0 0 4 1 0 1 1 5 1 0 1 0 6 1 0 0 1 7 1 0 0 0 8 0 1 1 1 9 0 1 1 0 10 0 1 0 1 11 0 1 0 0 12 0 0 1 1 13 0 0 1 0 14 0 0 0 1 15 0 0 0 0 Tablo 1.4: Dört bitlik asenkron a agi say devresi do ruluk tablosu
UYGULAMA 1 > Entegreli Asenkron 4 bit kilik Yukar Say (7473) Yukanda asenkron say lardan bahsettikten sonra imdi bir uygulama ile ogrendiklerimizi peki tirece iz. Bu uygulamay 7473 entegre devresi ile gerçekle tirece iz. 7473 entegresi içerisinde iki adet JK flip flop bulunduran bir entegre devredir. ekil 1.11 ve 1.12 de içyap ve bacaklann n görevleri belirtilmi tir. ekil 1.11: 7473 JK flip flop entegresinin iç yap ekil 1.12: Entegreli asenkron 4 bit binary yukar say
> Malzeme Listesi 1 Adet Bread Board 1 Adet +5 V DC Giic Kaynagi 1 Adet Sinyal Jenaratörii (Osilatör) 2 Adet 7473 Entegre 6 Adet 390 Q Direnç 4 Adet K rm Led 2 Adet Ye il Led i lem Basamaklan > Öncelikle malzeme sorumlusundan ihtiyac z olan malzemeleri al z. > Malzemeleri ekil 1.12 deki ekilde board iizerine kurunuz. > Öncelikle CLR ucunu 0 durumuna al z. > Devreye enerji (+5V) veriniz. > Devreye Saat sinyalini uygulay z. > CLR ucunu 1 durumuna aldigimzda devre çahsmaya ve saymaya ba layacakt r. > Saat sinyali devam etti i siirece devre yukan sayma i lemine devam edecektir. Öneriler > Kullanacagimz malzemelerin sa lamligim kontrol ediniz. > Board iizerine devreyi kurarken; devreyi kolay takip edebilmek için olabildi ince farkh renklerde teller kullanmaya çalisimz. > Devreyi board iizerine kurmay tamamlad ktan sonra tekrar gözle kontrol ediniz. Daha sonra enerji veriniz. > Bu uygulamada yaptigim z devre nin acik göriintiisii, zaman diyagram ve do ruluk tablosu aynnt h olarak dört bitlik yukan say konusunda gösterilmi tir. 1.2. Senkron Say lar Senkron say larda asenkron say lardan farkh olarak saat sinyali sadece ilk flip flopa de il tiim flip floplara aym anda uygulamr. Sistemdeki tiim flip floplar aym anda giri lerindeki sinyalleri i lerler. Bundan dolay zaman gecikmesi olu maz ve hassas olarak zaman ölciilebilir. Senkron say larda flip floplara ek olarak kap larda kullamr. 1.2.1. Senkron Yukan Say lar 1.2.1.1. Uf Bitlik Say lie bitlik senkron yukan say 000 dan ba lay p 11 l e kadar sayma i lemi yapar.
ekil 1.13: Uf bitlik senkron yukan say devresi Senkron tic bitlik say devresinin çalismasim aç klarken öncelikle saat sinyali uygulanmadigi andan ba lamal z. ekil 1.13 de görüldiigii gibi, sadece FF3 e +5 V uygulanmis durumda. Bundan dolayi her saat sinyali ile A ç kis konum de tirecektir. Burada A en kiiciik basamak C ise en biiyiik basamakt r. lk saat sinyali ile birlikte FF3'iin Q cikis konum degi tirerek A cikis 0 iken 1 olur. Bu ç kis ayn zamanda FF2 nin J ve K giri lerine uygulanir. Bu FF2 nin ikinci saat sinyali ile 0 iken 1 olmasim sa larken ayn zamanda A ç kisimn da 0 olmasim sa lar. Uciincii saat sinyali ile A ç kis tekrar 1 olur fakat FF2 nin giri lerinde ufiincü saat sinyalinden önce 0 bilgisi oldugu için konum de tirmez 1 olarak kalmaya devam eder. Uciincii saat sinyali sonunda A cikis ve B ç kis 1 oldu undan devredeki AND kap simn? ikis 1 olur ve bu durum FFl in giri lerine uygulan r. Dördiincii saat sinyali ile C ç kis 1 olurken B ve A cikislan 0 olurlar. Bundan sonraki tic saat sinyallinde ise ilk tic durum tekrarlamr ve A, B ve C cik lan 1 olur. Bir sonraki saat sinyali ile iicii de 0 durumunu ahr ve bu ekilde sayma i lemi devam eder. ekil 1.14 de devrenin zaman diyagram ve Tablo 1.5 de ise do ruluk tablosu verilmistir.
CLK lar C B A 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 1 1 0 7 1 1 1 1.2.1.2. Dört Bitlik Say ekil 1.14: tic bitlik senkron yukan say n zaman grafi i Tablo 1.5: 3 bitlik senkron yukan say do ruluk tablosu Dört bitlik senkron say 0000 dan ba layrp llll e kadar sayma i lemi yapar. Çahsma prensibi tiç bitlik senkron say ya benzer. Uc bitlik senkron say da en büyiik basamagi 1 durumuna getirmek için ondan önceki iki basamagin 1 olmas gerekiyordu. Bu durum da bir AND kap ile sa lanm. Dört bitlik sayic da gene ayn esas iizerine kurulurdur. En biiyiik basamagin 1 olmas için ilk tic basamagin 1 olmas gerekir. Bu da tic bitlik say ya bir AND kap si ve bir flip flop eklenerek sa lanabilir. ekil 1.15 de dört bitlik senkron say devrenin ekli, ekil 1.16 da zaman diyagram ve Tablo 1.5 de do ruluk tablosu verilmi tir.
ekil 1.15: Dört bitlik senkron yukan say devresi ekil 1.16: Dört bitlik senkron yukan say cimn zaman grafi i
CLK lar D C B A 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1 10 1 0 1 0 11 1 0 1 1 12 1 1 0 0 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0 15 1 1 1 1 1.2.2. Senkron A agi Say lar 1.2.2.1. Uf Bitlik Say Tablo 1.6: Dört bitlik senkron yukan say do ruluk tablosu Senkron tic bitlik a agi say lll ba layrp 000 a kadar sayma i lemi yapan say lard r. Senkron say lann çahsmas nda alt basamaktan list basama a do ru beslemeyi Q cikis ndan degil de Q' cikis ndan yaparsak sayma i lemi lll den ba layarak geriye do ru ilerler. 000 a ulas nca tekrar 111 olur ve bu ekilde döngii devam eder. Bu devrenin çahsmasim aciklayacak olursak, öncelikle saat sinyali verilmeden önceki durumu incelememiz gerekir. lk saat sinyali verilmeden önce flip floplann Q cikis 0, Q' cikis 1 oldu u durumdur. Bu durumda ilk saat sinyalinden önce turn flip floplann JK bacaklanna 1 bilgisi ula mis durumdad r. Yani 0 olan Q ç kislan 1 olmaya haz r halde beklemektedirler. lk saat sinyali ile beraber turn flip floplann Q cikis 1 olur. Q' ç kislan da 0 olur. Bu a amadan sonra her saat sinyali ile FF3 konum de tirir. Bu konum de tirme FF2 yi her iki sinyalde bir, FF3'iinde her dört sinyalde bir konum de tirmesine sebep olur. Bu de imler sonucu lll den ba layan say devresi 000 a ula ncaya kadar sayma i lemine devam eder. Bir sonraki saat sinyali ile tekrar 111 olarak sayma i lemi devam edecektir. JK flip floplann baglams biçimi ekil 1.17 de, zaman diyagram ekil 1.18 de ve do ruluk tablosu Tablo 1.7'de verilmi tir.
ekil 1.17: tic bitlik senkron a agi say devresi ekil 1.18: tic bitlik senkron a agi say n zaman grafi i
CLK lar C B A 0 1 1 1 1 1 1 0 2 1 0 1 3 1 0 0 4 0 1 1 5 0 1 0 6 0 0 1 7 0 0 0 1.2.2.2. Dört Bitlik Say Tablo 1.7: tic bitlik senkron a agi say do ruluk tablosu Dört bitlik senkron geri say 111 l den ba layarak 0000 a kadar geriye do ru sayma lemi yapabilmektedir. Çalismas tic bitlik ile yakla k ayn r. Devre emas ekil 1.19 da, zaman diyagram ekil 1.20 de ve do ruluk tablosu Tablo 1.8 de verilmi tir. ekil 1.19: Dört bitlik senkron a agi say devresi
CLK lar D C B A 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 2 1 1 0 1 3 1 1 0 0 4 1 0 1 1 5 1 0 1 0 6 1 0 0 1 7 1 0 0 0 8 0 1 1 1 9 0 1 1 0 10 0 1 0 1 11 0 1 0 0 12 0 0 1 1 13 0 0 1 0 14 0 0 0 1 15 0 0 0 0 ekil 1.20: Dört bitlik senkron a agi say n zaman grafi i Tablo 1.8: tic bitlik senkron a agi say do ruluk tablosu
UYGULAMA 2 > Flip Flop Entegresi ile Senkron 4 Bit kilik A agi Say (7473-7408) Yukanda senkron say lann çahsma esaslanni inceledikten sonra imdi 7473 JK flip flop entegresi ve 7408 AND kap entegresini kullanarak dört bitlik a agi say devresi uygulamas gerçekle tirece iz. 7473 entegresinin içyap sim bir önceki uygulamada verdi imiz için burada tekrar vermiyoruz. 7408 in iç yap ekil 1.21 de verilmi tir. > Malzeme Listesi 1 Adet Bread Board 1 Adet +5 V DC Giic Kaynagi 1 Adet Sinyal Jenaratörii (Osilatör) 2 Adet 7473 Entegre 1 Adet 7408 Entegre 5 Adet 390 Q Direnç 4 Adet K rm Led 1 Adet Ye il Led ekil 1.21: 7408 AND kap entegresinin iç yap
ekil 1.22: Entegreli senkron 4 bit binary a$agi say i lem Basamaklan > Öncelikle malzeme sorumlusundan ihtiyac z olan malzemeleri al z. > Malzemeleri ekil 1.22 daki ekilde board iizerine kurunuz. > Devreye enerji(+5v) veriniz. > Devreye saat sinyalini uygulay z. > CLR ucunu 1 durumuna aldigin zda devre çahsmaya ve saymaya ba layacakt r. > Saat sinyali devam etti i siirece devre agi sayma i lemine devam edecektir. Öneriler > Kullanacagin z malzemelerin sa lamligim kontrol ediniz. > Board iizerine devreyi kurarken; devreyi kolay takip edebilmek için olabildi ince farkh renklerde teller kullanmaya çah z. > Ye il ledi gerilim olup olmadigin kontrol ledi olarak kullanimz. > Devreyi board iizerine kurmay tamamlad ktan sonra tekrar gözle kontrol ediniz. Daha sonra enerji veriniz. > Bu uygulamada yaptigim z devre nin acik göriintiisii, zaman diyagram ve do ruluk tablosu aynnt h olarak dört bitlik a agi say konusunda gösterilmi tir.
UYGULAMA 3 > Senkron 4 Bit kilik Yukar - A agi Say (74193) Senkron say lan JK flip floplar ve AND kap entegreleri ile yap labilece i gibi tiimle ik say entegreleri de mevcuttur. Bu uygulamam zda bunlardan biri olan 74193 Senkron yukan-a agi say entegresi ile bir uygulama yapacagiz. Bu entegre devrede flip floplan birbirine baglamak yerine sadece ç kislan ve gerekli baglant lan yaparak devreyi tek entegre ile kurabilirsiniz. > Malzeme Listesi ekil 1.23: Senkron 4 bit ikilik yukar - a agi say (74193) 1 Adet Bread Board 1 Adet +5 V DC Giic Kaynagi 1 Adet Sinyal Jenaratörii (Osilatör) 1 Adet 74193 Entegre 8 Adet 390 Q Direnç 4 Adet K rm Led 3 Adet Ye il Led i lem Basamaklan Öneriler
> Öncelikle malzeme sorumlusundan ihtiyac z olan malzemeleri al z. > Malzemeleri ekil 1.23 deki ekilde board iizerine kurunuz. > Devreye enerji(+5v) veriniz. > CLR giri ini önce 1 sonra 0 konumuna al z. > CLK DOWN giri ini l e al z. CLK UP giri ine CLC sinyali uygulay z. > CLR yi tekrar l e al z. > CLK UP giri ini l e al z. CLC DOWN giri ine CLC sinyali uygulay z. > CLR yi 0 girerek devrenin çahsmasim gözlemleyiniz. Notlar alarak arkada lanniz n devreleri ile kar la tinniz. > Kullanacagin z malzemelerin sa lamhgim kontrol ediniz. > Board iizerine devreyi kurarken; devreyi kolay takip edebilmek için olabildi ince farkh renklerde teller kullanmaya çahsimz. Ye il ledleri CLK UP, CLK DOWN ve CLR için kullanimz. > Devreyi board iizerine kurmay tamamlad ktan sonra tekrar gözle kontrol ediniz. Daha sonra enerji veriniz. > CLR giri ini önce 1 sonra s r yaptigim zda devre resetlenmi olur. kislar 0000 konumunu al r. > CLK DOWN l e bagh CLC UP a CLK sinyali uygulandigi durumda devre 0000 dan llll e kadar yukan sayma lemi yapar. > CLK UP l e bagh CLK DOWN ise CLK sinyaline bagh iken devre a agi sayma i lemi yapar. (CLR 0 iken) 1.3. Modlu Say lar Modlu say lardan bahsetmeden önce mod kavram ndan bahsetmeliyiz. Mod, diger bir tabirle taban aritmeti idir. Bunu örnekle aç klayacak olursak, Mod 4 ya da 4 tabanimn içerdigi rakamlar 0-1-2-3 ten olu maktad r. Toplam dört adet elemam vard r. Ancak 4 rakami mod 4'tin elemam de ildir. Mod dördiin en biiyiik elemam 3 rakam r. Modlu say larda o modun turn elemanlanni sayan say lard r. Meselâ, Mod 6 say simn elemanlan 0-1-2-3-4-5 tir. Tasarlayacagim z say bu alt rakam sayarak tekrar 0 a dönmelidir. Say larda kullamlan flip flop say mod s ninn belirler. Meselâ, 3 flip flop ile maksimum Mod 8 say yap labilir. Eger biz mod 10 say yapmak istiyorsak minimum 4 flip flop kullanmahy z. Modlu say cilar belirli bir simrla simrland lmis say lard r. Say lann sayma s ninn modlan belirler. Daha önce matematik dersinde taban aritmeti i ve dijital elektronik dersinde Mod konusu ad alt nda gördiigiimüz konuyu k saca hat rlad ktan sonra imdi konu ile ilgili iki uygulama devresi ger? eklestirece iz.
UYGULAMA 4 > O'dan -9 a Yukar Say (7447-7490) Bu uygulamada bir Mod 10 yukar say gerçekle tirece iz. Bu devrede kullanacagim z entegrelerden 7490 mod 10 say entegresi. Her saat sinyali ile ç kislan 0000 dan 1010 a kadar de en daha sonra tekrar 0000 olan bir say r. u ana kadar hem anlattigim z hem de uyguladigim z tiim say lann cikislarim hep 1 ve O lardan olu an ikilik say lar olarak gördiik. Bu uygulamada ise ç kislan bir gösterge sayesinde 0-1-2-3...9 ekline görebilecegiz. Burada kullandigim z 7447 entegresi ikilik formdaki say lan onluk forma dönustüriiyor. Meselâ, giri lerine 0101 uygulandiginda biz bunu göstergede 5 olarak görebilmemiz i? in gerekli? evirme i lemini gerçekle tiriyor. > Malzeme Listesi 1 Adet Bread Board 1 Adet +5 V DC Giic Kaynagi 1 Adet Sinyal Jenaratörii (Osilatör) 1 Adet 7490 Entegre 13 Adet 390 Q Direnç 4 Adet K rm Led 1 Adet Ye il Led 1 Adet Ortak Anotlu 7 Parçah Gösterge
ekil 1.24: 7490 entegresi ile (0-9) yukan say
i lem Basamaklar > Öncelikle malzeme sorumlusundan ihtiyac z olan malzemeleri al z. > Malzemeleri ekil 1.24 deki ekilde board iizerine kurunuz. > Devreye enerji (+5V) veriniz. > Devreye saat sinyali uygulay z. > Devrenin çalismasim gözlemleyerek konu hakk nda bir rapor haz rlay z. Öneriler > Kullanacagin z malzemelerin sa lamligin kontrol ediniz. > Board iizerine devreyi kurarken; devreyi kolay takip edebilmek için olabildigince farkl renklerde teller kullanmaya fallen. Ye il ledleri CLK için kullan z. > Devreyi board iizerine kurmay tamamlad ktan sonra tekrar gözle kontrol ediniz. Daha sonra enerji veriniz. > Devreye saat sinyali uyguladigin z da göstergede bir rakam göziikecek. Bu rakam n BCD kar ligi da ledlerde göziikecektir. > Saat sinyali devam etti i siirece ledler 0000 dan 1001 e kadar sayma i lemi yaparken göstergede 0-9 aras nda yukan yönce sayma i lemi yapacakt r.
2. KAYDEDiC LER kilik say lan geçici olarak iizerinde tutan devrelere kaydedici (registers) denir. Daha önceki konularda flip floplan bir bitlik bilgiyi depolayabilen elemanlar olarak tammlamist k. Flip floplan belirli bir sistem dâhilinde bir birine ba layarak kaydedicileri olu turabiliriz. Ba ladigim z her flip flopa bir bitlik veri kaydedebiliriz. Mesela, 8 bitlik veriyi kaydetmek için 8 tane flip flop kullamhr. Flip floplar birbirlerine öyle baglanmislard r ki, ikilik diizendeki say lann kaydediciye giri i ve f kis, kaymah olarak ger? ekle ir. Flip floplarla yap lan bu tip kaydedicilere kayd ran kaydediciler (shift register) denir. kilik say bitleri (veriler) kaydedilirken, iki yöntem kullamhr. Bunlardan ilki, say lan flip flop sisteminin giri ine tek tek her saat sinyali ile kaydetmek. Bu i lem için sekiz bitlik say kaydetmek için 8 saat sinyali kullamhr. Bu i leme seri veri giri i denir. Bir di er yöntemde 8 flip flopun giri ine bilgilerin tamamim haz rlay p tek saat sinyali ile kaydetmektir. Bu i lemede paralel veri giri i denir. Kaydedicilere kaydedilen bilgilerin tekrar ahnmas da aym ekilde seri ve paralel olarak yap labilir. Buradan hareketle temel olarak dört tip kaydedici vard r. Bunlar; > Seri giri -seri ç kis kaydediciler > Seri giri -paralel cikis kaydediciler > Paralel giri -seri cikis kaydediciler > Paralel giri -seri cikis kaydediciler
Hat rlatma: MSB: En yüksek de erli bit. LSB: En dü ük de erli bit. ekil 2.1: Kaydedici tipleri 2.1. Seri Giri -Seri ki Kaydediciler Seri giri seri cikis kaydediciler, bilgiyi tek bir giri ten kaydedip tek bir ç kistan okudugumuz devrelerdir. Bu kaydedicilere bilgi kaydinlarak kaydedilir ve ayn ekilde kaydinlarak okunur.
ekil 2.2: Sen giri seri cdus kaydediciye veri kaydedilmesi ekil 2.2 de 1010 bilgisinin kaydedilmesi blok diyagram olarak gösterilmi tir. Kaydetme i lemine öncelikle en kiiciik basamaktan ba lan r. Bir sonraki basamak kaydedildigi anda bir önceki bilgi saga kaydinhr. Dört bitlik bilgi 4 saat sinyali ile kay t edilir. Kayit edilen bilginin okunmas islemi de ayn ekilde kaydinlarak ve dört saat sinyali ile gerçekle ir. ekil 2.3: JK flip flopa bilgi kaydedilmesi JK flip flopa 1 bilgisini kaydetmek için J giri ine 1, K giri ine de 0 bilgisi uygulan r. Bundan sonra 1 saat sinyali uygulandiginda flip flopa 1 bilgisi kaydedilmi olur. JK flip flopa 0 bilgisini kaydetmek için J giri ine 0, K giri ine de 1 bilgisi uyguland ktan sonra bir saat sinyali uygulan r. Saat sinyali ile beraber Q cikis J giri i ile ayn olur.
ekil 2.4: Dört bit sen gins seri cikis kaydedici ekil 2.4 de JK flip floplardan olu an bir kaydedici devresi göriilmektedir. Bu kaydediciye 1010 bilgisini kaydetmek istersek. Öncelikle en kiiciik basamaktaki 0 bilgisini kaydetmemiz gerekir. Bunun için J giri ine 0, K giri ine 1 uygulanz ve bir saat sinyali uygulanz. Bu ekilde birinci bit ilk flip flopa kaydedilmi olur. Dana sonra ikinci biti kaydetmek için J giri ine 1, K giri ine 0 uygulad ktan sonra bir saat sinyali daha uygulanz. Bu sinyalle beraber ilk bitteki 0 s r bilgisi ikinci flip flopa kaydinl r ve ilk flip flopa 1 bilgisi kaydedilmi olur. Di er 0 bilgisini kaydedebilmek için J=0, K=l uyguland ktan sonra bir saat sinyali uygulamr. Bu saat sinyali ile daha önce kaydetti imiz 10 bilgisi ikinci ve uciincii flip flopa kaydinl r. Giri flip flopu 0 olarak kahr. En son bit (ayn zamanda en biiyiik basamak) için J=l, K=0 olarak haz rland ktan sonra uygulanan saat sinyali ile ilk flip flop 1 olur. Daha önce kaydedilen bilgiler ise bir bit sa a kayar. Bu ekilde 4 bitlik bilgi kaydedilmi olur. Bilgileri elde etmek için 4 saat sinyali uyguladigim zda bu kaydetmi oldu umuz bilgileri s ra ile cikistan elde edebiliriz. UYGULAMA 1 > Seri Giri Seri Ç kis Kaydedici (74L91) 74L91 8 bitlik saga kaymah RS flip floplardan yap lmis bir kaydedici entegresidir. Ic yap ve bacaklannin gorevleri ekil 2.5 ve 2.6 da gösterilmi tir. ekil 2.5: 74L91 8 bit kaydedici entegresi
> ekil 2.6: 74L91 8 bitlik kaydedici entegresinin iç yap Malzeme Listesi 1 Adet Bread Board 1 Adet +5 V DC Giic Kaynagi 1 Adet Sinyal Jenaratörii (Osilatör) 1 Adet 74L91 Entegre 1 Adet 390 Q Direnç 2 Adet K rm Led 2 Adet Ye il Led 1 Adet San Led ekil 2.7: Sen giri -seri ciki 8 bitlik kayd ran kaydedici devresi
i lem Basamaklan > Öncelikle malzeme sorumlusundan ihtiyac z olan malzemeleri al z. > Malzemeleri ekil 2.7 deki ekilde board iizerine kurunuz. > Devreye enerji (+5V) veriniz. > A ve B giri lerini 0 durumuna al z. (A ve B birlikte kullan lmahd r.) Öneriler > Kullanacagimz malzemelerin sa lamligim kontrol ediniz. > Board iizerine devreyi kurarken; devreyi kolay takip edebilmek için olabildi ince farkh renklerde teller kullanmaya çahsimz. CLK giri i için sar led, A ve B giri leri için k rm led, Q ve Q' ç kislan için ye il led kullanimz. > Devreyi board iizerine kurmay tamamlad ktan sonra tekrar gözle kontrol ediniz. Daha sonra enerji veriniz. > Devreye enerji verdi iniz anda kaydedici iizerinde heniiz kaydedilmi bir bilgi bulunmamaktad r. > Devreye 8 adet saat sinyalini uygulay z. > AB giri lerini 1 durumuna al z. > Devreye bir saat sinyali uygulay z. > AB uçlarim 0 konumuna aim ve bir saat sinyali daha uygulay z. > AB uçlarim tekrar 1 konumuna al z ve bir saat sinyali uygulay z. > AB uçlan 1 konumunda iken dört saat sinyali uygulay z. > Kaydedici içeri ini temizlemek için yinede AB giri leri 0 durumun da iken 8 saat sinyali uygularsak içeri i 00000000 durumunu ahr. > Devreye osilatör yard yla saat sinyali uygulayabilece iniz gibi elle de saat sinyali de iiretilebilir. Sonuç olarak flip floplar sinyalin l den 0 oldu u halde tetiklenir. Bu durumu CLK ucunu +5 V ve 0 V ile iletime geçirerek de sa layabilirsiniz. > AB uçlannda 1 bilgisi var iken saat sinyali uygulandiginda kaydediciye 1 bilgisi depolanmis olur ve içeri i 10000000 eklinde olu ur. > AB uçlannda 0 bilgisi var iken bir sinyal uygulandiginda bir önceki 1 bilgisi bir sa a kayar ve içine 01000000 eklinde bilgi kaydolmu olur. > Bu sinyalden sonra içindeki daha önce kaydedilmi bilgiler bir sa a kayar ve içerik 10100000 halini ahr. > AB uçlan bir konumunda iken dört saat sinyali uygulandiginda daha önceki bilgiler dört bit sa a kayar ve AB durumu en ba taki 4 haneye kaydolur. 11111010 eklini ahr.
> Bu bilgileri s ras ile kaydedici devreden > Daha önceden defterinize haz rladigimz okuyabilmek için 8 saat sinyali bilgileri 8 bitlik seri giri -seri c kis uygulaman z gerekir. kaydediciye kaydediniz ve daha sonra kaydetti iniz bilgileri okuyunuz. 2.2. Seri Giri^-Paralel ki Kaydediciler Kayd ran kaydedicilerin ikinci tipi olan seri giri -paralel ç kis kaydedicide giri ler ayn ekilde seri olarak tek tek yap r. Ancak seri giri -seri ç kis kaydedicide farkh olarak giri olu tu un da cikislar ayn anda elde edilir. Aynca bu kaydedicide di erinden farkh olarak CLR giri i de vard r ve turn flip floplara paralel baghd r. Seri giri -paralel ç kis kaydedicinin çahsmas bir örnekle af klayacak olursak. Öncelikle iferisinde kay th bilginin bulunmadigin ve ilk durumunun 00000000 oldu unu dusiinelim. Bilgi kaydetmek i? in giri ucundan t pk seri giri -seri ç kis kaydedicide olugu gibi, her saat sinyali ile bir bilgi kaydedebiliriz. E er dört saat sinyali ile 1011 bilgisini kayit ettiysek. Kaydedicinin? kis dört ad mda her kay t giri i ile beraber soyle de ir. 1. Clk Sinyali 10000000 2. Clk Sinyali 11000000 3. Clk Sinyali 01100000 4. Clk Sinyali 10110000 Yukarda gösterildi i gibi her giri ayn anda cikistan da ahnabilir. Bunun bize seri giri -seri ç kis kaydediciye göre sa ladigi üstiinliik, kaydetti imiz bilgiye tekrar ula abilmek ifin 8 saat sinyali beklememize gerek kalmamas r. imdi bu durumu seri giri -paralel ç kis entegresi olan 74164 ile uygulamada daha iyi inceleyece iz.
UYGULAMA 2 > Seri Giri -Paralel Ç kis Kaydedici (74164) Bu uygulama seri giri -paralel cikis entegresi olan 74164 ile yap lmaktad r. ekil 2.8 de giri -ç kislan ve iç yap gösterilmektedir. > Malzeme Listesi 1 Adet Bread Board 1 Adet +5 V DC Giic Kaynagi 1 Adet Sinyal Jenaratörii (Osilatör) 1 Adet 74164 Entegre 11 Adet 390 Q Diren? 8 Adet K rm Led 2 Adet Ye il Led 2 Adet San Led ekil 2.8: 74164 entegresi ve iç yap