Deney 6: Ardışıl Devre Analizi

Benzer belgeler
Deney 2: Lojik Devre Analizi

Deney 1: Lojik Kapıların Lojik Gerilim Seviyeleri

BÖLÜM 2 SAYI SİSTEMLERİ

ELK2016 SAYISAL TASARIM DERSİ LABORATUVARI DENEY NO: 4 DENEYİN ADI: JK, RS, T VE D TİPİ FLİP-FLOPLARIN İNCELENMESİ

DENEY 8- Flip Flop ve Uygulamaları. Amaç: - Flip Flop çalışma mantığını kavramak

Teorik Bilgi DENEY 7: ASENKRON VE SENKRON SAYICILAR

Bölüm 7 Ardışıl Lojik Devreler

Deney 2: Flip-Floplar

Bölüm 8 Ardışıl Lojik Devre Uygulamaları

Proje Teslimi: güz yarıyılı ikinci ders haftasında teslim edilecektir.

1. Sayıcıların çalışma prensiplerini ve JK flip-floplarla nasıl gerçekleştirileceğini anlamak. 2. Asenkron ve senkron sayıcıları incelemek.

ARDIŞIL DEVRELER SENKRON ARDIŞIL DEVRELER

SAYICILAR. Tetikleme işaretlerinin Sayma yönüne göre Sayma kodlanmasına göre uygulanışına göre. Şekil 52. Sayıcıların Sınıflandırılması

Bölüm 4 Ardışıl Lojik Devre Deneyleri

NECMETTİN ERBAKAN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ SAYISAL DEVRE TASARIMI LABORATUVARI DENEY FÖYÜ

Mantık Devreleri Laboratuarı

DENEY 1 : TTL ve CMOS KAPI KARAKTERİSTİKLERİ

6. Fiziksel gerçeklemede elde edilen sonuç fonksiyonlara ilişkin lojik devre şeması çizilir.

1 İ.T.Ü. Elektrik Elektronik Fakültesi Elektronik Mühendisliği Programı Devreler ve Sistemler Anabilim Dalı

Şekil Listesi Şekil 1.1 Şekil 1.2 Şekil 1.3 Şekil 2.1 Şekil 2.2 Şekil 4.1 Şekil 4.2 Şekil 4.3 Şekil 5-1 Şekil 5-2 Şekil 5-3 Şekil 6.1 Şekil 6.

SAYISAL DEVRE TASARIMI LABORATUVARI DENEY 1: TEMEL LOJİK KAPI KARAKTERİSTİKLERİNİN ÖLÇÜMÜ

ELK2016 SAYISAL TASARIM DERSİ LABORATUVARI DENEY NO: 2

DENEY 6: FLİP-FLOP (BELLEK) DEVRESİ UYGULAMALARI

Ders Notlarının Creative Commons lisansı Feza BUZLUCA ya aittir. Lisans:

T.C. KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ BİLİŞİM SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ

Deney 6: Ring (Halka) ve Johnson Sayıcılar

DENEY 3-1 Kodlayıcı Devreler

Y.Doç.Dr.Tuncay UZUN 6. Ardışıl Lojik Devreler 2. Kombinezonsal devre. Bellek. Bellek nedir? Bir bellek şu üç önemli özelliği sağlamalıdır:

DENEY 3a- Yarım Toplayıcı ve Tam Toplayıcı Devresi

(I) şimdiki. durum (S) belleği. saat. girşi

DENEY 3: RC Devrelerin İncelenmesi ve Lissajous Örüntüleri

Deney 8: ALU da Aritmetik Fonksiyonlar

18. FLİP FLOP LAR (FLIP FLOPS)

Tek kararlı(monostable) multivibratör devresi

DENEY FÖYÜ8: Lojik Kapıların Elektriksel Gerçeklenmesi

İKİLİ SAYILAR VE ARİTMETİK İŞLEMLER

(Random-Access Memory)

DENEY 5- Elektronik Silinebilir, Programlanabilir Salt Okunur Bellek (EEPROM) Devresi

ENTEGRELER (Integrated Circuits, IC) Entegre nedir, nerelerde kullanılır?...

Proje Teslimi: güz yarıyılı ikinci ders haftasında Devre ve Sistem Analizi Dersinde teslim edilecektir.

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK SİSTEMLER LABORATUVARI 1

Bölüm 4 Aritmetik Devreler

BM217 SAYISAL TASARIM DERSİ LABORATUVAR DENEYLERİ

Deney 7: Aritmetik ve Lojik İşlem Birimi(ALU)

DENEY 2-5 Karşılaştırıcı Devre

LED YAKMAK. Circuit 2. Kablo LED. Direnç. Arduino LED. Direnç (330ohm)

ARDIŞIL DEVRELER. Çıkışlar. Kombinezonsal devre. Girişler. Bellek

DENEY 5 RS FLİP-FLOP DENEYLERİ

1. LİNEER PCM KODLAMA

Bölüm 9 A/D Çeviriciler

ELM 331 ELEKTRONİK II LABORATUAR DENEY FÖYÜ

ROM ve PLD lerle ARDIŞIL DEVRE TASARIMI

DENEY 6: VERİ SEÇİCİLER İLE TASARIM

Şekil 1. 74LS47 entegresi bağlantı şeması

Veri Yapıları Laboratuvarı

DENEY 4-1 Kodlayıcı Devreler

Süperpozisyon/Thevenin-Norton Deney 5-6

SAYISAL ANALOG DÖNÜŞTÜRÜCÜ DENEYİ

TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ EET-206 SAYISAL ELEKTRONİK - II LABORATUVARI

Yarım toplayıcı devrelerini kurunuz.

ANALOG SAYISAL DÖNÜŞTÜRÜCÜ DENEYİ TÜMLEŞİK (ENTEGRE) ADC DEVRESİ İLE

Bölüm 3 Toplama ve Çıkarma Devreleri

BÖLÜM 8 MANDAL(LATCH) VE FLİP-FLOPLAR SAYISAL ELEKTRONİK. Bu bölümde aşağıdaki konular anlatılacaktır

SAYISAL UYGULAMALARI DEVRE. Prof. Dr. Hüseyin EKİZ Doç. Dr. Özdemir ÇETİN Arş. Gör. Ziya EKŞİ

FORMEL DİLLER VE SOYUT MAKİNALAR. Hafta 2

Deney 10: Analog - Dijital Dönüştürücüler (Analog to Digital Converters - ADC) Giriş

DENEY 2A: MOTOR ve TAKOJENERATÖR ÖZELLİKLERİ *

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİ - 2 DENEYİ

Deney 3: Asenkron Sayıcılar

DOĞRULUK TABLOLARI (TRUTH TABLE)

7.Yazmaçlar (Registers), Sayıcılar (Counters)

ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI I DENEY - I

DENEY 1-3 ÖZEL VEYA KAPI DEVRESİ

SEVİYE MODLU ARDIŞIL DEVRELER 1- GENEL TANITIM. KTÜ Mühendislik Fakültesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Sayısal Tasarım Laboratuarı

8051 Ailesi MCS51 ailesinin orijinal bir üyesidir ve bu ailenin çekirdeğini oluşturur çekirdeğinin temel özellikkleri aşağıda verilmiştir:

T.C. ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI I

TTL ve CMOS BAĞLAÇ KARAKTERİSTİKLERİ

yaratırdı), sayma dizisi içinde, bir bit geçişini tetiklemek için kullanılabilecek, bazı diğer biçim düzenleri bulmak zorundayız:

74xx serisi tümdevrelere örnekler

DENEY 4: TOPLAYICILAR, ÇIKARICILAR VE KARŞILAŞTIRICILAR

Şekil 3-1 Ses ve PWM işaretleri arasındaki ilişki

İçindekiler FPGA GELİŞTİRME KARTI ENERJİ BESLEMESİ:... 5 ENERJİ SİSTEMİ ŞEMASI:... 5 FPGA GELİŞTİRME KARTINA PROGRAM YÜKLEME:... 6

T.C. İstanbul Medeniyet Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

8051 Ailesi MCS51 ailesinin orijinal bir üyesidir ve bu ailenin çekirdeğini oluşturur çekirdeğinin temel özellikkleri aşağıda verilmiştir:

TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ EET-206 SAYISAL ELEKTRONİK - II LABORATUVARI

BLM 221 MANTIK DEVRELERİ

Bölüm 6 Multiplexer ve Demultiplexer

Bölüm 4 Ardışıl Lojik Devre Deneyleri

ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ SAYISAL TASARIM LABORATUVARI DENEY 6 ANALOG/DİGİTAL DÖNÜŞTÜRÜCÜ. Grup Numara Ad Soyad RAPORU HAZIRLAYAN:

Geçmiş yıllardaki vize sorularından örnekler

TOPLAMSALLIK ve ÇARPIMSALLIK TEOREMLERİNİN İNCELENMESİ

ANALOG ELEKTRONİK - II YÜKSEK GEÇİREN FİLTRE

Bölüm 1 Temel Lojik Kapılar

BÖLÜM 9 (COUNTERS) SAYICILAR SAYISAL ELEKTRONİK. Bu bölümde aşağıdaki konular anlatılacaktır

SAYISAL İŞARET VE GEÇİŞ SÜRELERİNİN ÖLÇÜLMESİ

Mikroişlemcili Sistemler ve Laboratuvarı

Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü

Bölüm 10 D/A Çeviriciler

Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Lojik Devre Laboratuarı DENEY-2 TEMEL KAPI DEVRELERİ KULLANILARAK LOJİK FONKSİYONLARIN GERÇEKLEŞTİRİLMESİ

SAYISAL ELEKTRONİK. Ege Üniversitesi Ege MYO Mekatronik Programı

Transkript:

Deney 6: Ardışıl Devre Analizi Genel Bilgiler: Lojik devre derslerinde de görüldüğü gibi bir ardışıl devrenin analizi matematiksel model, durum tablosu veya durum diyagramı yardımıyla üç farklı biçimde yapılabilmektedir. Uygulamada bir ardışıl devrenin giriş dizisine karşı düşen çıkış dizileri, hatalı çıkışlarıyla birlikte gözlenir. Gözlenen çıkış dizisi zaman diyagramlarıyla bulunan ile aynıdır. Bu deneyde ders notlarının 7. bölümünde verilen Mealy makinasının analizi yapılacaktır. Teorik olarak SSI elemanlı sentez yaparken kullanılacak kapı elemanı sayısı ve yelpazesi ile bellek elemanı sayısının minimalleştirilmesi hedef alınmıştır. Oysa uygulamada tümleşik devreler kullanılmaktadır. Bir tümleşik devrede normal olarak bellek elemanlarından iki tane, giriş yelpazesi iki olan kapı elemanlarından ise dört tane vardır. Bu nedenle uygulamada kapı ve/veya bellek sayısından sonra tümleşik eleman sayısının da minimumlaştırılması önemlidir. Şekil 6.1 de verilen, analizini yapacağımız devredeki tümleşik eleman sayısını, yukarıdaki açıklamaya uygun olarak adım adım minimalleştirelim. Mevcut haliyle 1 tümleyen, 1 VE, 1 VEYA, 1 Özel-VEYA, 1 D bellek ile 1 JK bellek tümleşik devresi olmak üzere toplam 6 SSI tümleşik devresine gereksim var. Tümleşik devre sayısını azaltmak için aynı tür kapı ve/veya bellek elemanı kullanmak gerekmektedir. Şekil 6.1 Analizi yapılacak D ve J-K Flip-Floplu devre

2 7432 7408 7404 74112 74111 J K SET CLR 7408 7432 z 74112 74111 J SET 7486 K CLR 7408 X 7404 Şekil 6.2 Analizi yapılacak J-K Flip-Floplu devre 1- Devrede D ve JK olmak üzere farklı iki türden iki bellek elemanı var, yani iki tümleşik devre gerekmektedir. D bellek elemanı yerine JK bellek elemanı kullanırsak iki JK bellek elemanı olacak ve bir tümleşik devre elemanı yetecektir. JK belleğinden D belleği elde etmek için K=J almak gerekir. Nedenini düşününüz. 2- Mevcut Kapı elemanları yerine yalnızca tek tip kapı elemanı kullanırsak 4 SSI tümleşik devre yerine daha az sayıda tümleşik devre kullanılabilecektir. 3- Analizini yapacağımız devrede gerçeklenmesi gereken fonksiyon sayısı 5 dir. Bu fonksiyonların ayrık elemanlar yerine, PROM, PAL gibi programlanabilir MSI elemanlarla de gerçekleştirilmesi mümkündür. Bu durumda, devrenin tüm kombinezonsal kısmı tek bir MSI eleman içinde yer alacaktır. Bu elemanın 3 girişi ve 5 çıkışı olacaktır. GAL22V10 tümleşik devresinin deney sonunda yer alan biçimde programlanması sayesinde devredeki tüm fonksiyonları gerçekleştirilecektir. Yeni devre şeması Şekil 6.3 te verilmiştir.

14 CLR PRE 10 15 CLR PRE 4 3 X 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 U1 I1/CLK I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 I10 I11 GND GAL22V10 VCC O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 I12 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 VCC Z 3 1 2 11 13 12 U2A J 5 CLK 6 K 74LS112A U2B J 9 CLK 7 K 74LS112A saat Şekil 6.3 Tümleşik eleman sayısı minimumlaştırılmış analizi yapılacak devre Deney Öncesi Yapılacak İşlemler: 1- Ardışıl ve kombinezonsal devrelerin ne gibi farkları vardır? Araştırınız. 2- Bellek elemanlarının işleyişlerini inceleyiniz. 3- GAL22V10 tümleşik devresinin özelliklerini öğreniniz. 4- Deneyin sonunda yer alan soruları yanıtlamaya çalışınız. Deneyde Yapılacak İşlemler: 1- Teorik olarak verilen devrelerde genellikle kontrol girişleri gösterilmez, pratikte ise bu girişlerin katalog bilgilerine göre uygun yerlere bağlanması gerekir. Şekil 6.2 deki devreyi deney düzeneğiniz üzerinde gerçekleyiniz. Her bir tümleşik devrenin beslemesi için gerekli olan 5V ve toprak bağlantılarını katalog bilgilerinden yararlanarak yapınız. İstediğiniz başlangıç durumunu elde edebilmek için bellek elemanlarının PR (preset) girişlerini ayrı ayrı birer anahtara (logic switch) bağlayınız. Anahtarlar saat dışındaki girişlerin devreye uygulanmasını sağlarlar. (00) başlangıç durumunu elde edebilmek için bellek elemanlarının CLR (clear) girişlerini birer anahtara (logic switch) bağlayınız. Bellek elemanlarının 1, 2 çıkışlarıyla devrenin z çıkışını gözleyebilmek için LED (Light Emitting Diode) lere bağlayınız. Bellek elemanlarının saat girişlerini birbirine bağlayınız ve oluşan ortak ucu çınlamasız (debounce) anahtara bağlayınız. Çınlamasız anahtar saat darbesindeki çınlamaları önleyerek, bir saat darbesinde bellek elemanının bir defa çalışmasını sağlar. Devrenin x girişini, istediğiniz bir giriş dizisini uygulayabilmek için, bir anahtara (logic switch) bağlayınız.

4 2- Analizini yapacağınız devrenin durum diyagramını çıkarınız. İpucu: Bellek elemanlarını preset ve clear girişlerine uygun değerler vererek, (katalog bilgisine başvurunuz) elde edilecek her bir durumda x=0 ve 1 için çıkışlar ve saat darbesi uygulandıktan sonra gidilen durumlar gözlenerek durum diyagramı bulunur. 3- D=00 başlangıç durumunda x=0 1 0 1 0 1 0 1 (önce 0) giriş dizisi için çıkış dizisini, hatalı çıkışlarını da belirterek saptayınız. Hatasız çıkış dizisini ayrıca yazarak saptayınız. Belli bir durumda ve belli bir giriş altında çıkışın ne olduğu, saat darbesi uygulanmadan gözlenir. Nedeni ardışıl devre çıkışlarının kombinezonsal devre çıkışları olmasıdır. (Ardışıl devrelerin genel yapısını düşününüz.) Şekil 6.4' te görüldüğü gibi A durumunda g 1 girişi altında saat darbesi uygulanmadan önce gözlenen çıkış ç 1 dir. Saat darbesi uygulandıktan hemen sonra fakat girişin henüz değiştirilmediğinde gözlenen çıkış, yeni gidilen durumda henüz değiştirilmemiş girişe karşı düşen çıkıştır (f). Şekil 6.4'te görüldüğü gibi saat darbesi uygulandıktan hemen sonra gözlenen durum B, çıkış ise f dir. Oysa istenen, yeni gidilen durumda (B), g 1 i değil g 2 yi uygulamaktır. A g 1 /ç 1 B g 1 /f g 2 / ç 2 Şekil 6.4 Hatalı çıkışın gözlenmesi Bu nedenle g 1 girişini ardından g 2 girişini uygulamak istediğimiz halde, istesek bile ç 1 çıkışından sonra istediğimiz ç 2 çıkışını gözlemeden önce f istenmeyen çıkışını gözlemek zorunda kalırız ki bu hatalı çıkıştır. Bu çıkış zaman diyagramında saat darbesinden hemen sonra görülen çıkıştır. D=00 başlangıç durumu için şekil 6-5 ile verilen zaman diyagramını tamamlayınız. Şekil 6-5 D=00 başlangıç durumu için zaman diyagramı

5 4- D=11 başlangıç durumu için 3. adımı tekrarlayınız ve şekil 6-6 ile verilen zaman diyagramını tamamlayınız. Şekil 6-6 D=11 başlangıç durumu için zaman diyagramı 5- Minimum tümleşik devre elemanlı devre için ilk 4 adımı tekrarlayınız. Şekil 6-7 D=00 başlangıç durumu için zaman diyagramı Şekil 6-8 D=11 başlangıç durumu için zaman diyagramı

6- Yukarıdaki işlemleri Şekil 6.3 te verilen devre için tekrarlayınız. Sorular: 6 1- Verilen devrenin analizini teorik olarak yapınız. 2- Tümleşik devre elemanlarının minimumlaştırılmasında kullanılan dört farklı transferin neler olduğunu nedenini belirterek açıklayınız. 3- PAL elemanlarının giriş-çıkış fonksiyonları nasıl tanımlanır? Lojik devrelerde kullanılma nedenlerini açıklayınız. 4- Deneyde yapılacakların 3. ve 4. adımlarındaki hatasız çıkışların birbirinden farklı oluşunu, kombinezonsal ve ardışıl devre açısından yorumlayınız. 5- İncelediğimiz devrede aynı giriş dizisine karşı düşen birbirinden farklı en fazla kaç çıkış dizisi olur? Neden? 6- Analizini yaptığınız devrede hatalı çıkışların nedeni nedir? Hatalı çıkışlar, saat darbesi referans alındığında nerede görünür? 7- Çıkışta yalnızca hatasız çıkışları gözleyebilmek için bir çözüm bulunuz. Çözümünüzün nedenini açıklayınız. İpucu: Devrede mevcut JK bellek elemanlarıyla ortak saat girişi olan bir bellek elemanı düşününüz. Zamanınız varsa çözümünüzü uygulayınız. 8- Bu deneyde ancak bir uzunluklu giriş ve çıkış dizileri aynı anda gözlenebilmektedir. 4 uzunluklu giriş ve çıkış dizilerini aynı anda gözleyebilmek için ne yaparsınız? Zamanınız varsa önerinizi uygulayınız. 9- Bulduğunuz durum diyagramından yararlanarak hatalı 0 çıkışını gözleyebilmek için bir durum ve giriş dizisi örneği veriniz. Bir başka örneği hatalı 1 çıkışını için veriniz. Zamanınız varsa devrede verdiğiniz örnekleri gözleyebilirsiniz. Malzeme Listesi: 1 adet 74HC112 JK bellek elemanı 1 adet GAL22V10 PAL elemanı (Deneyden önce programlanmış olmalı.)

PAL Programı: Name Deney6 Mealy Makinesi ; Date 22.09.2003 ; Company Atmel ; Device g22v10 ; /* *************** INPUT PINS *********************/ PIN [1..3] = [x,y1,y2]; /* *************** OUTPUT PINS *********************/ PIN [19..23] = [K2,J2,K1,J1,Z]; /* EUATIONS */ Z = (!x & y2) # (x & y1); J1 = (x & y2) # (y1 & y2); K1 = (!x &!y1) #!y2; J2 = (x & y1) # (!x &!y1); K2=!x 7