T.C. MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI MEGEP (MESLEKİ EĞİTİM VE ÖĞRETİM SİSTEMİNİN GÜÇLENDİRİLMESİ PROJESİ) BİLİŞİM TEKNOLOJİLERİ TÜMLEŞİK DEVRELER ANKARA 28
Milli Eğitim Bakanlığı tarafından geliştirilen modüller; Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığının 2.6.26 tarih ve 269 sayılı Kararı ile onaylanan, mesleki ve teknik eğitim okul ve kurumlarında kademeli olarak yaygınlaştırılan 42 alan ve 92 dala ait çerçeve öğretim programlarında amaçlanan mesleki yeterlikleri kazandırmaya yönelik geliştirilmiş öğrenme materyalleridir (Ders Notlarıdır). Modüller, bireylere mesleki yeterlik kazandırmak ve bireysel öğrenmeye rehberlik etmek amacıyla öğrenme materyali olarak hazırlanmış, denenmek ve geliştirilmek üzere mesleki ve teknik eğitim okul ve kurumlarında uygulanmaya başlanmıştır. Modüller teknolojik gelişmelere paralel olarak amaçlanan yeterliği kazandırmak koşulu ile eğitim öğretim sırasında geliştirilebilir ve yapılması önerilen değişiklikler Bakanlıkta ilgili birime bildirilir. Örgün ve yaygın eğitim kurumları, işletmeler ve kendi kendine mesleki yeterlik kazanmak isteyen bireyler modüllere internet üzerinden ulaşabilirler. Basılmış modüller, eğitim kurumlarında öğrencilere ücretsiz olarak dağıtılır. Modüller hiçbir şekilde ticari amaçla kullanılamaz ve ücret karşılığında satılamaz.
İÇİNDEKİLER AÇIKLAMALAR...İİ GİRİŞ... ÖĞRENME FAALİYETİ-...3. KODLAMA VE KODLAYICILAR...3.. Sayısal Kod Sistemleri...3... BCD (Binary Coded Decimal- 842 ) Kodu...4..2. Oktal (Sekizli) Kod (Octal Code- BCO)...5..3. Hekzadesimal Kod (Hexadecimal Code- BCH)...7..4. Üç- Fazlalık Kod (Excess- three code, s-3 code )...8..5. Parity (Eşlik) Kod (Hata Düzeltme Kodu)...9..6. Gray Kod....2. Kod Çeviriler (Code Convertor) ve Entegreleri...2.2.. Kod Çeviriciler...2.2.2. BCD den Binary e Kod Çevirici (7484)...2.2.3. Binary den BCD ye Kod Çevirici (7485)...6.2.4. Yedi Parçalı LED Göstergeli Kod Çevirici ( Seven Segment Display)...2.3.Kodlayıcılar (Encoder)...27.3.. Lojik Prob...27.3.2. Kodlayıcılar (Encoder ) ve Entegreleri...3 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME...45 ÖĞRENME FAALİYETİ-2...48 2. KOD ÇÖZÜCÜLER (DECODER)...48 2.. Kod Çözücüler ve Entegreleri...48 2... Kod Çözücüler (Decoder)...48 2..2. İkiden Dörde Kod Çözücü (2 Girişli 4 Çıkışlı Çözücü - 7455)...48 2..3. BCD Kod Çözücü (7445)...5 2..4. Binary den Hexadecimal e Kod Çözücü...52 UYGULAMA FAALİYETİ...55 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME...56 ÖĞRENME FAALİYETİ-3...57 3. ÇOKLAYICILAR (MULTİPLEER)...57 3.. Çoklayıcılar (mux)...57 3.2. Dörtten Bire Çoklayıcı ( 4* - 7453)...57 3.3. Sekizden Bire Çoklayıcı (8* - 745, 7452)...6 3.4. On Altıdan Bire Çoklayıcı (6* - 745)...62 3.5. Zaman Bölüşümlü Çoklayıcı (TDM)...65 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME...68 ÖĞRENME FAALİYETİ-4...69 4. AZALTICILAR (DEMULTİPLEER)...69 4..Azaltıcılar (Demux)...69 4.2. Birden Dörde Azaltıcı (*4-7439)...69 4.3. Birden Sekize Azaltıcı (*8-7438)...72 4.4. Birden On Altıya Azaltıcı ( *6-7454)...74 4.5. Zaman Bölüşümlü Azaltıcı...77 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME...8 MODÜL DEĞERLENDİRME...8 CEVAP ANAHTARLARI...93 KAYNAKÇA...95 i
AÇIKLAMALAR AÇIKLAMALAR KOD 523EO24 ALAN Bilişim Teknolojileri DAL/MESLEK Bilgisayar Teknik Servisi MODÜLÜN ADI Tümleşik Devreler MODÜLÜN TANIMI Tümleşik devreleri çalıştırmak SÜRE 4/32 ÖN KOŞUL Lojik devreler modülünü tamalamış olmak YETERLİK Tümleşik devreleri çalıştırmak Genel Amaç Gerekli ortam sağlandığında bu modül ile, tümleşik devrelerle işlem yapabileceksiniz. MODÜLÜN AMACI EĞİTİM ÖĞRETİM ORTAMLARI VE DONANIMLARI ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME Amaçlar Öğrenci, bu modül ile gerekli ortam sağlandığında; Kodlayıcı tümdevre elemanını gerektiğinde geliştirdiği devrelerde kullanabileceksiniz. Kod çözücü tümdevre elemanını gerektiğinde geliştirdiği devrelerde kullanabileceksiniz. Çoklayıcı tümdevre elemanını gerektiğinde geliştirdiği devrelerde kullanabileceksiniz. Azaltıcı tümdevre elemanını gerektiğinde geliştirdiği devrelerde kullanabileceksiniz. Ortam Elektronik malzemeler ile donatılmış elektronik ve dijital elektronik laboratuvarı, işletme ortamı Donanım Projeksiyon, bilgisayar, ölçü aletleri, osiloskop, sinyal jeneratörü, DC güç kaynağı, kodlayıcı entegreleri, kapı entegreleri, elektronik malzemeler, malzeme çantası Modülün içinde yer alan her faaliyetten sonra konuyla ilgili verilecek ölçme araçlarını kullanarak kazandığınız bilgi ve becerileri değerlendiriniz. Her ölçme aracında, kendinizi ölçmeye başlamadan önce ve ölçme sırasında yapmanız ve dikkat etmeniz gereken noktalar açıklanmıştır. ii
iii
GİRİŞ GİRİŞ Sevgili Öğrenci, Tümleşik devre kavramı, entegre devre kavramı yerine kullanılmaktadır. Elektronik devrelerin küçülmesi ve daha kullanışlı hale gelmesine çok büyük katkıda bulunmuş ve böylece bilgisayarların bugünkü haline gelmesinde etkili olmuştur. Bu modülde tümleşik devrelerin bizim modülümüzle ilgili olan çeşitlerini göreceğiz. Dijital sistemlerde kullanılan temel yapılar hakkında bilgiler edinecek ve uygulamalar yapacaksınız. Modülde ilk olarak kod kavramı, kod sistemleri ve kodlar arasındaki dönüşüm üzerine bilgi edineceksiniz. Kodlama, güncel olarak bilinen şifrelemeye benzemektedir. Farklı sistemlerin ürettiği dijital bilgiler arasında dönüşüm yapma ihtiyacından ortaya çıkmıştır. Burada dijital bilgilerin temeli ikili (binary) sayı sistemidir. Tümleşik devreler, temel olarak kodlayıcı ve kod çözücü olarak iki gruba ayrılabilir. Modülde son olarak çoklayıcı ve azaltıcı sistemler anlatılmıştır. Bu sistemlerle haberleşme teknolojilerinde, tek hat üzerinde birden fazla bilgi gönderme amacına hizmet eder. Girişteki bilgilerden istenilen seçilir ve çıkışa aktarılır.
2
ÖĞRENME FAALİYETİ AMAÇ ÖĞRENME FAALİYETİ- Bu öğrenme faaliyetinde kodlama kavramını ve sayısal sistemlerde kullanılan kodları öğreneceksiniz. Kod çevirici ve kodlayıcı tümleşik devreleri tanıyıp, gerektiği zaman ihtiyacına uygun tümleşik devreyi seçip, seçtiğiniz tümleşik devrelerle ilgili uygulamaları yapabileceksiniz. ARAŞTIRMA Günlük hayatınızda karşılaştığınız kodlar nelerdir? Kodlara ve kodlamaya neden ihtiyaç duyarız? ASCII kodu ne işe yarar? Neden değişik kodlar kullanılmaktadır. Piyasadaki kod çevirici tümleşik devreler nelerdir? Araştırınız. Piyasadaki kodlayıcı tümleşik devreler nelerdir? Araştırınız Kodlayıcıların (encoder) kullanım alanlarını araştırınız. Bulduğunuz tümleşik devrelerin bilgi sayfalarını * araştırınız. * Bilgi sayfaları, Data Sheet kavramının karşılığı olarak kullanılmaktadır. Data Sheetler internet üzerinden indirilen ve genelikle PDF uzantınılı dosyalardır. Üretici firmalar tarafından elekronik devre elemanları hakkında ayrıntılı bilgi vermek amacıyla sunulur.. KODLAMA VE KODLAYICILAR.. Sayısal Kod Sistemleri Dijital elektronikte yapılan işlemleri kolaylaştırmak ve hata oranlarını azaltmak amacıyla kodlar kullanılır. Kodlama, iki küme elemanları arasında karşılığı kesin olarak belirtilen kurallar bütünüdür. Diğer bir şekilde ifade edilirse, görünebilen, okunabilen, yazı, sayı ve işaretlerin değiştirilmesi işlemine kodlama denir. Sayısal sistemler için oluşturulmuş birçok farklı kod vardır ve her biri tasarlanmış oldukları işler için en ideal çözümleri sunmaktadır. Günlük yaşantımızda en çok kullanılan sistem onluk (decimal) sayı sistemidir. Bundan dolayı bilgisayarlara verilen bilgiler, onlu sistemdedir. Bilgisayarların verilen onluk sistemdeki bilgileri algılaması için her bir verinin sekizli gruplar halinde ikilik sisteme çevrilmesi gerektiğinden ve sayısal sistemlerin ikili mantık seviyesi (var()- yok() mantığı) ile tanımlanmaları, sayısal tasarımcıların binary (ikili) sayı sistemini ve aritmetiğini bilmelerini zorunlu hale getirmiştir. 3
Her uygulama için ikilik sistemdeki sayılarla çalışmak fazla basamak sayıları yüzünden işlemleri zorlaştırmakta ve yüksek hata olasılığını artırmaktadır. Bu tarz sorunların çözülmesinde farklı sayı kodları, sayısal tasarımcılara daha kullanışlı çözümler sunmaktadır. Kod sistemleri sayısal ve alfasayısal olarak ikiye ayrılmaktadır. Bu faaliyette sayısal kodlardan sayısal sistemlerde en çok kullanılanları anlatılacaktır.... BCD (Binary Coded Decimal- 842 ) Kodu BCD ikilik sisteme kodlanmış onluk sistem demektir. ile 9 arasındaki onluk (decimal) sistemdeki rakamların 4 bit binary olarak (ikilik sistemde) ifade edilmesidir. BCD kodunun tablosu tablo. de verilmiştir. DESİMAL BCD(842) 2 3 4 5 6 7 8 9 Tablo.: Decimal BCD(842) Kod karşılığı Burada 842 ifadesi ikili sistemdeki basamaklarını (2 3 2 2 2 2 ) göstermektedir. Not: İki veya daha fazla basamaktan oluşan decimal sayılar için tek basamaklı decimal sayıların binary kodları yan yana konur. Örneğin; (23) =>(2) = () BCD ve (3) = () BCD => (23) = ( ) BCD Bu kodlamanın en yüksek basamak ağırlığı (2 3 ) 8, üçüncü basamak (2 2 ) 4, ikinci basamak (2 ) 2 ve en düşük basamak ağırlığı (2 ) olarak belirlenmiştir ve bu kodlama her bir onluk sistemdeki (decimal) sayının dört bitlik karşılığı yazılarak tamamlanır. 4
Örnek : Aşağıda verilen onluk sistemdeki (Decimal) sayının bulunuz. BCD kod karşılığını (49) = (? ) BCD Dönüştürme işlemi onluk sistemdeki (decimal) her bir rakamın dört bitlik BCD karşılığı yazılarak bulunur; 4 9 () () (49) = ( ) BCD Örnek 2: Aşağıda verilen BCD sayının Decimal kod karşılığını bulunuz. ( ) BCD = (? ) Dönüştürme işlemi her bir dört bitlik BCD rakamın onluk sistemdeki (Decimal) karşılığı yazılarak bulunur; () ( 9) (2) ( ) BCD = ( 92 ) 842 BCD kodu dışında 242 BCD koduda bulunmaktadır...2. Oktal (Sekizli) Kod (Octal Code- BCO) Bu kod ikilik sisteme kodlanmış sekizlik sistem (Binary Coded Octal-BCO) olarak da bilinir. Oktal (sekizli) kodun tabanı sekiz olup, bu kod,, 2, 3, 4, 5, 6, 7 rakamları kullanılarak temsil edilir. ile 7 arasındaki oktal (sekizli) rakamlar, 3 bit binary olarak (ikilik sistemde) ifade edilir. İki veya daha fazla basamaktan oluşan oktal sayılar için tek basamaklı oktal sayıların binary kodları yan yana konur. Bazı oktal sayıların BCO karşılığı tablo.2 de gösterilmiştir. 5
OKTAL BCO BİNARY 2 3 4 5 6 7 2 3 4 5 6 7 Tablo.2: Oktal BCO - Binary - kod karşılığı Örnek : Aşağıda verilen Oktal sayının BCO kod karşılığını bulunuz. (47) 8 = (? ) BCO Dönüştürme işlemi her bir Decimal rakamın dört bitlik BCD (842) karşılığı yazılarak bulunur; 4 7 () () (47) 8 = ( ) BCO Örnek 2: Aşağıda verilen BCO sayıyı Oktal karşılığını bulunuz. ( ) BCO = (? ) 8 Dönüştürme işlemi her bir dört bitlik BCO rakamın Oktal karşılığı yazılarak bulunur; (5) ( ) ( 6) ( ) BCO = ( 56 ) 8 6
..3. Hekzadesimal Kod (Hexadecimal Code- BCH) Bu kod ikilik sisteme kodlanmış sekizlik sistem (Binary Coded Hexadecimal-BCH) olarak da bilinir. Hekzadesimal (On altılı) sayı sisteminin tabanı 6 dır. Bu sayı sistemi diğerlerine göre farklılık gösterir. Bu kodlamada hexadecimal (on altılık sistemdeki) rakamlar ve sistemde tanımlı harfler, binary olarak (ikili sistemde) ifade edilir. dan 9'a kadar rakamlar kendileriyle, dan 5 e kadar olan rakamlar ise sırayla A dan F'ye kadar olan harfler ile temsil edilir. Aşağıdaki tablo.3 te - 5 arası hekzadesimal (on altılı sayı sistemi) sayıların BCH karşılıkları görülmektedir HEGZADESİMAL BCH BİNARY 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F Tablo.3: Hekzadesimal (on altılı sayı sistemi) BCH Binary (ikili sayı sistemi) kod karşılıkları İki veya daha fazla basamaktan oluşan hekzadesimal (on altılı sayı sistemndeki) sayılar için tek basamaklı hekzadesimal (on altılı sayı sistemindeki) sayıların binary kodları yan yana konur. Örnek : Aşağıda verilen Hekzadesimal (on altılı sayı sistemi) sayının BCH kod karşılığını bulunuz. (5B) 6 = (? ) BCH Dönüştürme işlemi her bir hekzadesimal (on altılık sayı sistemindeki) rakamın dört bitlik Binary (ikili sistemdeki) karşılığı yazılarak bulunur; 5 B () () 7
On altılık sistemdeki B harfinin onluk sistemdeki karşılığnın olduğu unutulmamalıdır. sayısının ikili sistemdeki karşılığı dir. Onaltılık sistemde harflerle temsil edilen sayıların onluk sistemdeki karşılığını bilmek sistem çevirmelerinde size yardımcı olacaktır. (5B) 6 = ( ) BCH Örnek 2: Aşağıda verilen BCH sayının Hekzadesimal karşılığını bulunuz. ( ) BCH = (? ) 6 Dönüştürme işlemi her bir dört bitlik BCH rakamın hekzadesimal karşılığı yazılarak bulunur; (F) ( 9) ( 7) ( ) BCH = ( F97 ) 6..4. Üç- Fazlalık Kod (Excess- three code, s-3 code ) Üç fazlalık kodu, üç-ilave kod olarakta bilinir. Bu kod, BCD kodu ile ilgilidir ve belirli aritmetik işlemlerde işlem kolaylığı nedeniyle BCD kodu yerine kullanılır. Decimal sayıların BCD kod karşılıklarına 3 = () 2 eklenerek elde edilir. Tam tersi kod dönüşümü istenirse verilen her bir sayıdan üç çıkartılması gerekir. Bu kodlama bazı aritmetik işlemlerde kolaylık sağlamasına rağmen tümleyen almadaki güçlükleri kullanımda azalmasına yol açmıştır. Aşağıda Tablo.4 te onluk sistemdeki rakamların (decimal code) ve BCD kodun, 3 ilave kod karşılıkları verilmiştir. DESİMAL BCD 3 FAZLALIK 2 3 4 5 6 7 8 9 Tablo.4: Decimal - BCD( 842) 3-ilave kod karşılığı 8
Örnek : Aşağıda verilen onluk sistemdeki (Decimal) sayının 3-ilave kod karşılığını bulunuz. (59) = (? ) +3 Not: Aynı soru (59) = (? ) s-3 code olarakta gösterilebilir. Dönüştürme işlemi her bir onluk sistemdeki (decimal) rakamın dört bitlik BCD karşılığı yazıldıktan ve her bir sayıya 3 () ilave edildikten sonra bulunabileceği gibi, onluk sistemdeki her bir sayıya üç eklenip en son yeni elde edilen her bir sayıyı BCD ye çevirirerek de yapılabilir. (59) = ( ) +3 (59)= + 5+3= 8 sekizin ikili sistemdeki karşılığı dır. 9+3=2 on ikinin ikili sistemdeki karşılığı dır. Örnek 2: Aşağıda verilen Decimal sayının 3 ilave kod karşılığını bulunuz. (386) = (? ) +3 Dönüştürme işlemi her bir decimal rakamın dört bitlik BCD karşılığı yazılır ve her bir basamağa 3 () ilave edilir; (386) = + (386) = ( ) +3..5. Parity (Eşlik) Kod (Hata Düzeltme Kodu) Sayısal sistemler birbirleri ile haberleşirken bilginin değişmesi oldukça sık karşılaşılan bir durumdur. Bilgi değişimlerini kontrol edebilmek ve gönderilen bilginin doğruluğunu sağlamak amacı ile Parity (Hata Tespit ) kodları ortaya çıkmıştır. Veriye özel bir bit ekleme yöntemi ile veri kontrolü sağlanabilir. Fazladan eklenen eşlik biti (parity bit) verilen kod kelimesindeki hatanın bulunmasını sağlayacaktır. Bu yöntemde hataların ortaya çıkarılması amacıyla BCD kodlu sayının sağındaki veya solundaki basamağa eşlik biti (parity bit) eklenir. 9
Gönderilecek bilginin içindeki ya da ların tek mi çift mi olduğuna göre eşlik biti değer alır. Eşlik biti; tek eşlik ve çift eşlik biti olmak üzere iki türlüdür. Çift eşlik yöntemi: Gönderilecek bilgideki bilgisinin sayısı çift ise (eşlik biti dahil değil) çift eşlik biti sıfır, tekse çift eşlik biti bir olur. Tek eşlik yöntemi: Gönderilecek bilgideki bilgisinin sayısı çift ise (eşlik biti dahil değil) tek eşlik biti bir, tekse çift eşlik biti sıfır olur. Bu kod ile ilgili olarak unutulmaması gereken en önemli nokta, bu kodun sadece hatayı tespit edebilmesidir. Bu kod, hatayı düzeltmez...6. Gray Kod DESİMAL GÖNDERİLECEK BİLGİ ÇİFT EŞLİK BİTİ TEK EŞLİK BİTİ 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5 Tablo.5: Binary ve parity kod karşılığı Minimum değişimli kodlar sınıfında yer alan gray kodunda sayılar arasındaki geçişte sadece bir bit değişir. Gray kodlama yöntemi, basamak ağırlığı olmayan bir kodlama yöntemidir. Basamak ağırlığının olmaması, her bir basamaktaki sayıların basamak ağılıklarına göre karşılığının olmamasıdır. Basamak ağırlığı olmadığından aritmetik işlemlerde kullanılması mümkün değildir. Ancak hatayı azalttığından özellikle Analog-Sayısal dönüştürücülerde, bilgisayar kontrollü cihazlarda oldukça tercih edilen bir kodlamadır. Binary Sayıların Gray Koduna Çevrilmesi. Yöntem Binary olarak verilen ilk bit aşağıya indirilir. İlk bit ile ikinci bitin toplamı aşağıdaki bitin sağ tarafına yazılır.
İkinci bit ile üçüncü bitin toplamı aşağıdaki diğer bitlerin sağına yazılır. Bitler bitene kadar iki bitin toplamı sağ bitin altına gelecek şekilde işleme devam edilir. Toplama işleminde + = olmalıdır. Binary Sayıların Gray Koduna Çevrilmesi 2. Yöntem İkili sistemde verilen (binary) sayının en yüksek öncelikli bitinin (MSB)önüne (en soluna) sıfır konur, En düşük öncelikli bitten (LSB)başlayarak her bit sol yanındaki bit ile kıyaslanmaya başlar Kıyaslanan iki bit birbirine eşit ise (her ikisi ve ya ) gray kod hanesi sıfır yazılır. Kıyaslanan iki bit birbirine eşit değil ise (biri diğeri ) gray kod hanesi bir yazılır. Örneğin; () ikili sistemdeki (binary) sayısının. yönteme göre çözümü: Binary Gray () 2 =() GRAY () ikili sistemdeki (binary) sayısının 2. yönteme göre çözümü: Birinci adım olarak en sola sıfır eklendi, Karşılaştırmalar yapılıp sonuç bulunur. ( ) GRAY Gray Kodunun Binary ye Çevrilmesi Gray kodlu ifadedeki ilk bit aşağı indirilir. ikinci bit ile aşağıya indirilen ilk bitin toplamı aşağıya indirilen bitin yanına yazılır. Üçüncü bit, aşağıya indirilen ikinci bitle toplanır ve ikinci bitin yanına yazılır. Gray kodlu bitler bitene kadar işleme devam edilir.
Örneğin; () gray kodlu sayı için Gray () GRAY = () 2 Binary Aşağıdaki tablo.6 da decimal sayıların binary ve gray kod karşılıkları gözükmektedir. DESİMAL BİNARY GRAY 2 3 4 5 6 7 8 9 Tablo. 6: Decimal binary gray kod karşılığı.2. Kod Çeviriler (Code Convertor) ve Entegreleri.2.. Kod Çeviriciler Kod çevirici, Bileşimsel (Combinational) devreler grubuna dahildir. Bileşimsel devrelerde giriş uçlarına uygulanan bilginin durumuna göre çıkıştan değişik bilgiler alınır. Her bir giriş değeri için belli bir çıkış durumu ortaya çıkar. Kod çevirici, bir kodlama yönteminde ifade edilen bilgiyi, başka bir kodlama yöntemine çeviren lojik bir devredir. Örnek olarak, ikiliden BCD ye ikiliden gray koda, gray koddan ikiliye ve BCD den 7 parçalı göstergeye kod çevirmeler verilebilir. Hesap makinelerinde veya bilgisayarlarda kullanılan tuş takım / gösterge sistemi, kod çevirme işlemlerinin bir- kaçının bir arada yapıldığı düzenektir..2.2. BCD den Binary e Kod Çevirici (7484) Kodlayıcılara örnek olarak BCD den Binary e çevirme işlemini örnek verebiliriz. Bu uzun ve karmaşık işlemler bir tümleşik devre ile gerçekleştirilebilir. Şekil. de 7484 entegresi gözükmektedir. İlk şekil, bacak bağlantılarının ikincisi ise lojik olarak gösterimidir. 2
BCD, ikili kodlanmış onlu sistem demektir. Binary ikili sayı sistemdir. BCD den direkt Binary e çevirmek için önce sayı decimale(onlu sistem) çevrilir. Ondan sonra Binary e çevrilir. Bir örnek verirsek; Örnek: BCD olarak kodalanmı ( ) sayısını Binary e çeviriniz. İlk önce sayı decimale çevrilir, ( ) BCD (97) 9 7 Daha sonra decimalden Binary e çevrilir, (97) () 2 Sonuçta; ( ) BCD = () 2 bulunur. Örnekte görüldüğü üzere işlem karmaşıktır. Bu işlemi gerçekleştirmek için karmaşık bir lojik devre tasarlamak yerine 7484 kod çevirici entegresi kullanılabilir. Not: Bu ve bundan sonra konulardaki entegreleri kullanabilmek için özelliklerinin iyi bilinmesi gerekir. Ayrıntılı özellikler üretici firmaların internet üzerinden yayınladıkları data sheet ler (bilgi sayfaları) üzerinde öğrenilebilir. http://www.alldatasheet.com sitesi bu konuda oldukça faydalıdır. Şekil.: 7484 entegresi bacak bağlantıları ve lojik gösterimi Kod çevirici entegre devrelerde G ucuyla gösterilen yetkilendirme (etkinleştirmeenable) ucu vardır. Devrenin istenilen çalışmayı sağlaması için bu uç G = Lojik (Şase) yapılmalıdır. Eğer Lojik yapılır ise çıkışların hepsi Lojik olur. Devrenin besleme gerilimi Vcc = 5V (Entegreler TTL olduğundan) olmalıdır 3
Şekil.2: 6 bitlik BCD koddan binary koda çevirici blok gösterimi Şekil.2 incelenirse en düşük değerli(lsb)bit girişinin (A), çıkışa en düşük değerli bit (2 ) olarak doğrudan bağlandığı görülmektedir. Böylece fazladan bir bit daha elde edilir. Girişin birler hanesi dört bit olduğundan dolayı ile 9 arasındaki BCD sayıları ifade etmek için yeterlidir. Onlar hanesi ise iki bit olduğu için ancak ile 3 arasındaki BCD sayılar yazılabilir. Tablo.7 de 7484 entegresi için doğruluk tablosu verilmiştir. 7484 entegresinde girişe en fazla (39) = ( ) BCD sayısı girilebilir. Bu durumda çıkış ise () 2 olur. Bu çıkış bilgisini göstermek için ise 6 bit yeterlidir. Entegreni Y 6, Y 7, Y 8 uçları boş bırakılır. Eğer girilebilecek sayı büyütülmek istenirse şekil.3 teki entegre bağlantıları gerçekleştirilebilir. Şekil.3: 8 bitlik BCD koddan binary koda çevirici blok gösterimi Şekil.3 te 8 bit BCD koddan 7 bitlik binary kod elde eden bir çevirici devresi gözükmektedir. Burada tek bir entegre yeterli olmadığı için iki entegre kullanılmıştır. Buradaki MSD en büyük basamak değerinin LSD ise en küçük basamak değerini gösterir. İkinci entegrenin Y 5, Y 6, Y 7, Y 8 ucları gerek olmadığından boştadır. 4
GİRİŞ UÇLARI (BCD) ÇIKIŞ UÇLARI (BİNARY) DESİMAL ONLAR HANESİ BİRLER HANESİ 2 5 2 4 2 3 2 2 2 2 B A D C B A Y 5 Y 4 Y 3 Y 2 Y Y 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5 6 7 8 9 2 2 22 23 24 25 26 27 28 29 3 3 32 33 34 35 36 37 38 39 Tablo.7:. 7448 entegresi çevirici devresi doğruluk tablosu 5
Şekil.4 te 6 bitlik BCD yi Binary e çevirecek örnek bir devre şeması verilmiştir. Şekil.4: 7484 entegresi kod çevirici devresi.2.3. Binary den BCD ye Kod Çevirici (7485) Binary sayı, BCD ye çevrilmeden önce decimal sayıya çevrilir. Ondan sonra aynen daha önce BCD kod elde ederken yaptığımız gibi, her bir basamak için dört bitlik karşılıkları yazılarak BCD kod elde edilir. Örnek verecek olursak; Örnek: Binary olarak verilen () 2 sayısını BCD koduna çeviriniz. İlk önce sayı decimale çevrilir, Daha sonra decimalden BCD ye çevrilir, () 2 (7) (7) ( ) BCD Sonuçta; 7 () 2 = ( ) BCD bulunur. 6
Şekil.5 te gözüken 7485 entegresi binary koddan BCD ye çevirici olarak piyasada bulunmaktadır. Çalışma şartları (besleme ve yetki ucu) 7484 entegresi ile aynıdır. Şekil.5: 7485 entegresi bacak bağlantıları ve lojik gösterimi Giriş, Binary ve 6 bitliktir. Alabileceği maksimum değer () 2 = (63) sayısıdır ve bunu ifade edebilecek ( ) BCD BCD ifadesi için 7 bitlik çıkışı mevcuttur. Bu durumu gerçekleştirebilecek devrenin blok şeması şekil.6 da gözükmektedir. Şekil.6: 6 bit binary 7 bit BCD çevirici Eğer bit sayısı artırılmak isteniyorsa Şekil.7 deki blok şemaya göre devre kurulmalıdır. Daha ayrıntılı bilgi için 7484 ve 7485 entegrelerinin bilgi sayafaları incelenebilir. 7
Şekil.7: 8 bit binary bit BCD çevirici GİRİŞ(BINARY) ÇIKIŞ(BCD) DESİMAL ONLAR BİRLER KARŞILIĞI 2 5 2 4 2 3 2 2 2 2 C B A D C B A 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5 6 7 8 9 2 2 22 23 24 25 26 27 28 29 3 3 8
32 33 34 35 36 37 38 39 4 4 42 43 44 45 46 47 48 49 5 5 52 53 54 55 56 57 58 59 6 6 62 63 Tablo.8: 7485 entegresi kod çevirici doğruluk tablosu(6 bit için) Şekil.8 de verilmiştir. 6 bitlik Binary i 7 bit BCD ye çevirecek örnek devre şeması Şekil.8: 7485 entegresi kod çevirici devresi 9
.2.4. Yedi Parçalı LED Göstergeli Kod Çevirici ( Seven Segment Display) Şimdiye kadar olan çevirme işlemleri ikili sayı sistemleri ile yapılmaktaydı fakat bu sayıları bizim günlük hayatta alıştığımız şekilde göstermek için 7 parçalı led göstergelerini (7 segment display) kullanırız. Resim. ve.2 de farklı display çeşitleri görünmektedir. Resim.: 7 segment display (yedi parçalı gösterge) Resim.2: 2 li 7 segment display Sayısal göstergelerin birçoğu, -9 arasındaki rakamları ve bazen 6 lık sistemdeki a-f harflerini göstermek için 7 parçalı gösterge elemanını (7 segment display) kullanır. Yedi parçalı göstergeler, parçalardan her birisi üzerinden akım geçtiği zaman ışık yayacak şekilde özelliğe sahip (LED)malzemelerden yapılır. İçinden akım geçen parçalar ışık yayar ve oluşturulmak istenen şekil ortaya çıkar. Parçalar için gerekli sinyaller, uygun kod çözücü üzerinden elde edilir. Örneğin BCD den 7 parçalı sisteme dönüştürme işi, 7446,7447 ve 45 kod çözücü entegreleriyle yapılır. Led lerle yapılan göstergelerde her bir parça için bir adet led kullanılır. Parçalardaki ledler doğru yönde gerilim uygulandığında (anoda + katoda - ) ilgili led iletime geçerek ışık yayar. Şekil.9 da LED lerin bağlantı şekilleri gözükmektedir. 2
Şekil.9. Göstergenin iç yapısı Yedi parçalı göstergeler, ortak katotlu (common cathode) veya ortak anotlu (common anode) olarak üretilir. İhtiyaca göre bu göstergelerden biri tercih edilir. LED lerin katotları birleştirilirse ortak katotlu, anatları birleştirilirse Ortak Anotlu olarak isimledirilir. Şekil.: Gösterge (Display) bacak bağlantıları LED lerin boşta kalan uçları ise dışarıya parça (segment) ucu olarak verilir. Bu uçlar a, b, c, d, e, f, g harflerinden biri ile isimlendirilir. Bu isimlendirme ve displayin bacak bağlantıları şekil. da gözükmektedir 2
Display in parça uçlarına seri bağlanan akım sınırlama dirençleri üzerinden uygun gerilimler verildiğinde ışık verir. Burada gerilimlerin bağlantı yönlerine dikkat edilmelidir. Her girişi tek tek anahtarla kontrol ederek istenilen rakamı display ekranında elde etmek pratik bir çözüm değildir. Decimal rakamlara göre uygun çıkışlar veren bir kod çözücü tasarlanmalıdır. GİRİŞ DESİMAL KARŞILIĞI D C B 2 3 4 5 6 7 8 9 ÇIKIŞ A a b c d e f g Tablo.9: Ortak katotlu 7 segment display doğruluk tablosu Şekil. de yedi parçalı göstergede decimal sayıların, uygun girişler uygulandığı takdirde, nasıl göründüğü çizilmiştir. Şekil.: Gösterge üzerinde onluk sistemdeki sayıların gösterimi Yedi parça display için tablo.9 da decimal girişi bilgisine göre çıkış değerleri verilmiştir. Tasarım yaparken bu tablo dikkate alınırsa. Yedi parça kod çözücü devre şekil.2 deki lojik kapılarla dizayn edilir fakat burada gözüktüğü gibi bu karmaşık yapıyı devre dizaynlarında kullanmak pratik bir çözüm değildir. Bunun yerine bu amaç için üretilmiş entegreler tercih edilir. 22
Şekil.2: 7 Segment kod çözücü lojik diyagramı.2.4.. Ortak Anotlu Gösterge(7447) Ortak anotlu göstergelerde tüm anotlar birleştirilerek doğrudan +Vcc ye bağlanır. Parçalarda bulunan ledlerin katotları ise akım sınırlayıcı dirençler üzerinden (örneğin 22 veya 33 ohm) kod çözücü ve sürücü entegresinin (7447) uygun çıkışlarıyla bağlanır. Şekil.4 te görüldüğü gibi. Şekil.4 teki gözükeceği üzere, ışık vermesi istenen ledin bağlı olduğu entegre çıkışı Lojik yapılarak ledin iletime geçmesi ve ışık yayması sağlanır. Bu durumda, entegre çıkışında uygun kombinasyonlar oluşturarak bütün rakamları görüntülemek mümkün olur. Burada dikkat edilecek diğer bir hususta entegre çıkışlarının normalde Lojik olmasıdır. Şekil.3 te gösterilen 7447 entegresinin fonksiyon tablosu tablo. da görülmektedir. 23
Şekil.3: 7447 entegresi ( ortak anotlu display sürücüsü) bacak bağlantıları ve lojik gösterimi 7447 entegresi BCD kod çözücü olduğu için 9 () dan sonraki sayılar girilmemelidir. Eğer girilirse displayde anlamsız şekiller görülür. 7447 entegresinde RB uçları(rbi: Ripple-Blanking Input ve RBO: Ripple-Blanking Output), display karartma uçlarıdır. 4 numaralı RBO ucu olduğunda göstergenin tüm parçaları söner. Bu nedenle çalışırken RB uçları yapılmalıdır. LT (Lamp test) ucu yapırlırsa girişlerden bağımsız olarak tüm parçalar yanar. Bu nedenle LT ucu yapılmalıdır. A GİRİŞ B C D DİSPLAY DEĞERİ 2 3 4 5 6 7 8 9 KONTROL LT RBI,RBO a b Tablo.: 7447 entegresi fonksiyon tablosu 24 ÇIKIŞ c d e f g
Şekil. 4: Ortak anotlu 7 parçalı kod çözücü devre.2.4.2. Ortak Katotlu Gösterge(7448, 45 ) Ortak katodlu göstergenin ortak anotlu göstergeden tek farkı katotların birleştirilmiş olmasıdır. Ortak katotlu göstergeyi sürmek için; çıkışı aktif olan kod çözücü / sürücü (decoder/ driver) devrelere ihtiyaç vardır. Sürme esnasında çıkışın aktif olması demek, entegre çıkışlarının normalde Lojik olmasıdır. 7448 TTL (şekil.5) ve 45 CMOS (şekil.7) bu amaç için tasarlanmıştır. Şekil.5: 7448 entegresi (ortak katotlu display sürücüsü) bacak bağlantıları ve lojik gösterimi 7448 entegresinin çalışma şartları 7447 entegresiyle çıkışın Aktif olması dışında aynıdır. Aktif durumu tablo. de gözükmektedir. Örnek bir bağlantı şekli şekil.6 da 25
gözükmektedir. 7448 entegreside BCD kod çözücü olduğu için 9 () dan sonraki sayılar girilmemelidir. Şekil.6: 7448 Ortak Katotlu Display Devre Şeması Daha yüksek besleme aralığı ve benzeri nedenlerle başka bir 7 segment kod çözücü entegresi seçilebilir. Mesala 45(CMOS) entegreside bir yedi segment kod çözücüdür. 45 ile yapılmış örnek bir devre şekil.7 de gözükmektedir. 45 entegresi hakkında ayrıntılı bilgiyi data sheet (bilgi sayfası) lerden elde edebilirsiniz. A GİRİŞ B C D DİSPLAY DEĞERİ 2 3 4 5 6 7 8 9 KONTROL LT RBI,RBO a b Tablo.: 7448 entegresi fonksiyon tablosu 26 ÇIKIŞ c d e f g
Şekil.7: 45 ortak katotlu display devresi.3.kodlayıcılar (Encoder).3.. Lojik Prob.3... Lojik Prob Nedir? Sayısal devrelerde sinyaller değişken (yüksek frekanslı) olduğu için avometre ile ölçüm yapılamaz. Yükek frekanslı sinyalleri ve lojik büyüklükleri [Lojik = High (yüksek seviye), Lojik = Low (düşük seviye)] ölçmek için kullanılan bir cihazıdır. Osilaskoblara göre de kullanımı ve taşınması daha kolaydır. Genelde çalışma voltajları 3 ile 5 V arasındadır. Daha ayrıntılı ve net bilgi için üretici firmanın kullanım kılavuzuna bakılmalıdır. Resim.3 te değişik lojik prob çeşitleri görünmektedir. (a) 27
(b) (c) Resim.3: Lojik prob.3..2. Devreye Bağlanması Probun besleme uçları (kırmızı +, siyah - ), devrenin besleme uçlarına bağlanır. Probun çalışması için gerekli besleme ve senkronizasyon sağlanır. Örnek bağlantı şekil.8 de gözükmektedir. Şekil.8: Örnek bağlantı Besleme bağlantısından sonra lojik probun ucu ölçülmek istenen noktaya fiziksel olarak değdirilir. Daha sonra gösterge ledleri gözlenir. Resim.4 te board üzerinde örnek bir bağlantı gösterilmiştir. 28
Resim.4: Devreye bağlanması.3..3. Ölçüm Yapmak Şekil.9: Lojik prob göstergeleri Lojik prob devreye değdirildiğinde uygun LED yanar. Yanan LED e göre ölçüm noktasındaki lojik bilgi tespit edilmiş olur. Göstergedeki; HI kademesi: HIGH kelimesinin kısaltılmış halidir. Ölçüm noktasında lojik değerinin olduğunu gösterir. LOW kademesi: ölçüm noktasında lojik değerinin olduğunu gösterir. PULSE kademesi: ölçüm noktasında yüksek frekanslı bir sinyal olduğunu gösterir. 29
.3.2. Kodlayıcılar (Encoder ) ve Entegreleri.3.2. Kodlayıcılar (Encoder) n girişli bir sistemde, girişindeki bilgiyi başka bir ikili sayı sisteminde kodlanmış olarak çıkışında veren lojik devreye, kodlayıcı devre denir. Diğer bir ifade ile günlük hayatta kolayca anlaşılabilen sayısal bilgileri, ikili sistemdeki sayısal bilgilere dönüştüren devrelere kodlayıcı devre denir..3.2.2. Dörtten İkiye Kodlayıcı (4 Giriş 2 Çıkışlı Kodlayıcı) Dört girişe ve iki çıkışa sahip bir kodlayıcıdır. 4 ten 2 ye kodlayıcı diye isimlendirilir. Şekil.2 de blok diyagramı verilmiştir. Girişteki bilgi çıkışta iki bitlik bir sayı ile ifade edilir. Şekil.2: 4 ten 2 ye kodlayıcı blok diyagram D GİRİŞ ÇIKIŞ DESİMAL D D2 D3 QA QB 2 3 Tablo.2: 4 ten 2 ye kodlayıcı doğruluk tablosu Tablo.2 de görüldüğü üzere her seferinde girişlerden sadece bir tanesi Lojik yapılır. Bu anda diğer giriş uçları Lojik konumunda olmalıdır. Hangi giriş ucundaki bilgi yapılırsa, o girişin ikili koddaki karşılığı çıkışta okunur. Örneğin; D2 ucuna bilgisi verildiğinde D2 ucu üç nolu uç olduğundan çıkışta bilgisi görülür. 3
Şekil.2 de 7432 (OR kapısı) entegresi ile gerçekleştirilmil 4 ten 2 ye kodlayıcının lojik diyagramı görülmektedir. Burada dikkat edilirse D ucundaki bilgi çıkış bilgisini etkilemediğinden boşta bırakılmıştır. Şekil.2: 4 ten 2 ye kodlayıcı lojik diyagram.3.2.3. Decimal den BCD ye Kodlayıcı (7447) Decimal-BCD kodlayıcı girişindeki decimal bilgiyi kodlayarak BCD kod karşılığını dört bitlik çıkışta gösterir. Aşağıda şekil.22 de Decimal BCD kodlayıcı blok diyagramı ve doğruluk tablosu verilmiştir. DESİMAL GİRİŞ 2 3 4 5 6 7 8 Q3 BCD Q2 Q Q Şekil.22: Decimal BCD kodlayıcı ve doğruluk tablosu 3
Decimal BCD kodlaması için piyasada bulabileceğiniz 7447 Öncelik Kodlayıcı (Priority Encoder) entegresi kullanılır. Öncelikli kodlayıcı, kod çevirme işleminde giriş bitleri arasındaki en yüksek pozisyondaki sıfırın () yerini kullanılır. En sağda bulunan bitin Decimal değerinin BCD karşılığını elde edilip, çıkışa aktarılır. Şekil.23 te 7447 entegresinin bacak bağlantıları ve lojik gösterimi vardır. Şekil.23: 7447 entegresi ( dan 4 e öncelik kodlayıcısı) bacak bağlantıları ve lojik gösterimi Tablo.3 te dikkat edilecek olan bir konu da çıkışların değillenmiş olarak alınmasıdır. Örneğin; ikinci satırdaki () sıfır bilgisi 9. girişe aittir. 9 sayınısın ikilik sistemdeki karşılığı dir. Ancak çıkıştan alınan bilgi bunun değillenmiş hali olan ifadesidir. GİRİŞLER 2 3 4 5 6 ÇIKIŞLAR(TERSLENMİŞ) 7 8 9 D C B A Tablo.3: 7447 ( dan 4 e öncelik kodlayıcısı) entegresi doğruluk tablosu Tuş Takımı Kodlayıcısı dan 4 e öncelik kodlayıcı olan 7447 entegresi temel kullanım alanı tuş takımının kodlayıcısı devrelerindedir. Şekil.24 te bir tuş takımından girilen rakamın displayde görünmesi için gerekli devrenin blok diyagramı çizilimiştir. 32
Şekil.24: Tuş Takımı Kodlayıcısı Blok Diyagramı Aşağıda şekil.25 teki Decimal- BCD öncelikli kodlayıcı ile yapılmış basit bir on tuşlu klavye uygulaması verilmiştir. Encoderin bütün girişler pull-up (yukarı çeken) dirençleri ile Lojik- e çekilmiştir. Klavyedeki herhangi bir tuşa basılması ile ilgili giriş Lojik- a çekilir ve girişteki decimal değerin terslenmiş BCD kod karşılığı BCD çıkışlarında verilecektir. Şekil.25:7447 entegreli tuş takımı kodlayıcısı devresi 33
Not: Klavyedeki hiçbir tuşa basılmaması veya hiçbir girişe bağlı olmayan numaralı tuşa basılması ile girişlerde bir değişiklik olmayacak ve çıkışta rakamının terslenmiş BCD kod karşılığı verilecektir. 7447 entegresinin çıkışı değillenmiş olduğu için çıkış 744 entegresi ile bir kez daha değillenerek 7447 entegresi için uygun BCD giriş koduna çevrilir. Daha sonra 7447 entegresinin çıkışlarına bağlanan 22 Ohm luk akım sınırlama dirençleri üzerinden yedi parçalı göstergenin uygun girişlerine bağlanır. Burada 7447 nin karartma ve test uçlarının Lojik- yapılması gerektiği unutulmamalıdır. Yedi parçalı göstergenin bacak bağlantıları dikeydir, şimdiye kadar anlatılan göstergeler yatay bacak yapısına sahipti. Bacak bağlantılarına dikkat edildikten sonra istenilen gösterge tercih edilebilir..3.2.4. Decimal den Binary e Kodlayıcı Decimalden binarye kodlama, decimalden BCD ye kodlamaya benzemektedir. Decimal sayıların tabanı olan (,...,8,9) rakamı adedince giriş vardır. Bunu binary olarak ifade etmek için gerekli olan 4 bit adedince de çıkış vardır. Şekil.26 ve tablo.4 te sırasıyla blok diyagram ve doğruluk tablosu görülmektedir. Şekil.26: Decimal binary kodlayıcı blok şeması 34
GİRİŞ ÇIKIŞ DESİMAL D D D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 QD QC QB QA 2 3 4 5 6 7 8 9 Tablo.4: Decimal binary kodlayıcı doğruluk tablosu Tablo.4 e dikkat edilirse çalışma esnasında girişlerden sadece bir tanesinin Lojik- (+5V) değerine sahip olduğu görülecektir. Bu girişe ait decimal sayının binary değeri ise çıkışta görünecektir. Şekil.27 de doğruluk tablosuna göre tasarlanmış decimali binary e kodlayıcı lojik devresi gözükmektedir. Şekil.27: Decimal binary kodlayıcı lojik devresi 35
.3.2.5. On Altılı Sistemden (Hexadecimal) İkililik Sisteme (Binary) Kodlayıcı Heksadesimal sayılar,,..., E, F ile gösterilir. 6 farklı sayıya sahiptir. Buradaki sayıları binary olarak ifade etmek için 4 bit gereklidir. Bu nedenle 6 girişi 4 çıkışı olan kodlayıcıdır. Burada da diğer kodlayıcılarda olduğu gibi aynı anda sadece tek bir girişe bilgisi verilir. Diğer girişler değerine sahiptir. Lojik- değerine sahip olan girişin binary değeri çıkışta görünür. Hekzadesimal (on altılı sayı sisteminde) her giriş için binary çıkış değeri tablo.5 te verilmiştir. Şekil.28: Hekzadesimal binary kodlayıcı blok şeması GİRİŞ D D D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 DA DB DC DD DE DF HEGZADESİMAL 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F ÇIKIŞ QD QC QB QQ Tablo.5: Hekzadesimal (on altılı sayı sistemi) binary kodlayıcı doğruluk tablosu 36
Şekil.29: Hexadecimal den binary e kodlama yapan lojik devre Yirmi iki or kapısı ile gerçekleştirlen hekzadesimal (on altılı sayı sistemi) binary kodlayıcı devre oldukça karmaşık bir yapıya sahiptir. Kapıların çok olması bazı çıkışların ortak kullanılmasına da imkan sağlamıştır. Bu da bize kullanılacak kapı sayısında tasarruf yapma fırsatı vermiştir..3.2.5. Öncelikli Kodlayıcı (7448, 4532) Öncelikli kodlayıcı (Priorty Encoder) girişindeki Lojik - bilgisinin öncelik sırasına bağlı olarak kodlama yapan devrelerdir. Öncelik sırası ise en sağdaki Lojik- değerine göre belirlenir. Yeri tespit edilen Lojik- bilgisi hangi giriş ucunda ise o ucun binary bilgisi çıkışta görünür. Daha önceki konularımızda tuş takımı kodlayıcı olarak kullanılan 7447 öncelik kodlayıcı devresi anlatılmıştı. Burada ise kodlama ve kod çözme işlemlerinde kullanılan 8 den 3 e öncelik kodlayıcısı işlenecektir. 37
8 den 3 e öncelik kodlayıcısı olarak 7448 ve 4532 entegreleri piyasada bulunmaktadır. Aşağıda şekil.3 da 7448 8 den 3 e öncelikli kodlayıcının bacak bağlantısı ve lojik sembolü verilmiştir. Şekil.3: 7448 entegresi (8 den 3 e öncelik kodlayıcısı) bacak bağlantısı ve lojik görünümü Ein 2 GİRİŞ 3 4 5 6 7 OKTAL 7 6 5 4 3 2 ÇIKIŞ GS Eout A2 A A Tablo.6: 7448 entegresi doğruluk tablosu Yukarıdaki doğruluk tablosu yardımıyla öncelik kodlayıcısının çalışma mantığı rahatça anlaşılabilir. Eğer öncelikli girişlerden birisine Lojik- gelmişse diğer girişlerin durumuna bakılmaksızın girişin değillenmiş binary kod karşılığı gösterilir. Örneğin, tablo.6 da 5 satırdaki bilgisine bakılırsa, 5. girişe ait olduğu görülecektir. Bunu binary olarak karşılığı bilgisidir. Fakat 7448 entegresinin çıkışı terslenerek alınmasından dolayı çıkışta bilgisi görünür. Eğer çıkış normal hale getirmek istenirse, 744 ve benzeri entegrelerle tekrar değilleme işlemine tabi tutulabilir. Bu entegreyi kullanırken ayrıntılarını data sheet (bilgi sayfası) lerde bulabileceğiniz bazı teknik özellerine dikkat edilmelidir. Bunlar; 38
Ein (Enable Input) yapılmalı, böylece entgreye çalışmaya başlama izni verilmiş (enable-etkinleştirilmiş) olur. Eğer Ein e bilgisi verilirse tüm çıkışlar Lojik- olur ve entegre aktif mantığına göre çalıştığından dolayı entegre kullanılamaz (disable-devredışı) hale gelir. GS(Group Strobe) ve Eout(Enable Output) uçları ise çalışmanın düzgün olup olmadığını kontrol eden uçlardır. Çeşitli giriş değerlerine göre aldığı durumlar tablo.6 da gözükmektedir. Kontrol uçlarına dikkat edilerek gerçekleştirilmiş örnek bir uygulama devresi şekil.3 de verilmiştir. Şekil.3: 7448 entegreli 8 den 3 e öncelik kodlayıcı devresi Diğer bir 8 den 3 e öncelikli kodlayıcı entegresi olan 4532 entegresinin bacak bağlantısı ve lojik görünümü şekil.32 de verilmiştir. 4532 entegresinin aktif çıkışlı olduğuna dikkat edilmelidir. 39
Şekil.32: 4532 entegresi (8 den 3 e öncelik kodlayıcısı) bacak bağlantısı ve lojik görünümü 4
UYGULAMA FAALİYETİ UYGULAMA FAALİYETİ. İşlem Basamakları Öneriler Şekil.4 teki devre için gerekli adet bread board adet 5V DC güç kaynağı adet 7484 entegresi Devre kurulurken 7484 entegresinin 6 adet iki konumlu anahtar bacak bağlantılarına dikkat ediniz. 6 adet 33 ohm direnç 7484 entegresinin yetkilendirme 6 adet LED deney malzemelerini (enable) ucunun lojik olmasına dikkat hazırlayınız. ediniz. Deney borduna devreyi kurunuz. Devreye bağlanan anahtarların şemadaki karşılıklarına dikkat ederek belli bir Anahtarlar ile sırasıyla giriş değerlerini sırayla bağlarsanız çalışmada kolaylık değiştiriniz. sağlayacaktır. Tablo.7 deki değerleri gözlemleyiniz Deney raporu hazırlayınız. UYGULAMA FAALİYETİ.2 İşlem Basamakları Öneriler Şekil.8 deki devre için gerekli adet bread board adet 5V DC güç kaynağı adet 7485 entegresi 6 adet iki konumlu anahtar Devre kurulurken 7485 entegresinin 7 adet 33 ohm direnç bacak bağlantılarına dikkat ediniz. 7 adet LED deney malzemelerini 7485 entegresinin yetkilendirme hazırlayınız. (enable) ucunun lojik olmasına dikkat ediniz. Deney borduna devreyi kurunuz. Devreye bağlanan anahtarların şemadaki karşılıklarına dikkat ederek Anahtarlar ile sırasıyla giriş değerlerini belli bir sırayla bağlarsanız çalışmada değiştiriniz. kolaylık sağlayacaktır. Tablo.8 deki değerleri gözlemleyiniz. Deney raporu hazırlayınız. 4
UYGULAMA FAALİYETİ.3 İşlem Basamakları Öneriler Şekil.4 teki devre için gerekli adet bread board adet 5V DC güç kaynağı adet 7447 entegresi Devreyi kurarken entegrenin ve adet ortak anotlu 7 segment display displayin bacak bağlantlarına dikkat adet 33 ohm direnç ediniz. 4 adet iki konumlu anahtar RB uçlarını ve LT uçlarının 4 adet LED anahtar deney malzemelerini bağlantılarının Lojik- olmasına dikkat hazırlayınız. ediniz. Devreye bağlanan anahtarların Deney borduna devreyi kurunuz. şemadaki karşılıklarına dikkat ederek, belli bir sırayla bağlarsanız çalışmada Anahtarlar ile sırasıyla giriş değerlerini kolaylık sağlayacaktır. değiştiriniz. Displayin Anot uçlarını +5V a bağlamayı unutmayınız. Tablo.9 daki değerleri gözlemleyiniz. Deney raporu hazırlayınız. UYGULAMA FAALİYETİ.4 İşlem Basamakları Öneriler Şekil.7 deki devre için gerekli adet bread board adet 6V DC güç kaynağı adet 45 entegresi Devreyi kurarken entegrenin ve adet ortak katotlu 7 segment displey displayin bacak bağlantlarına dikkat 6 adet Kohm direnç ediniz. 7 adet 47 ohm direnç BI ve LT uçlarının bağlantılarının Lojik4 adet iki konumlu anahtar deney olmasına, LE ucunun Lojik- olmasına malzemelerini hazırlayınız. dikkat ediniz. Bu entegre CMOS olduğu için çalışma Uygulama devresini bread board üzerine voltajı 5V a kadar çıkabilir. kurunuz. Displayin katot uçlarını şaseye bağlamayı unutmayınız. Anahtarlar ile sırasıyla girişi binary olarak artırarak çıkışı gözlemleyiniz. Sonucu rapor olarak yazınız. 42
UYGULAMA FAALİYETİ.5 İşlem Basamakları Şekil.25 teki devre için gerekli adet bread board adet 5V DC güç kaynağı adet 7447 entegresi adet 7447 entegresi adet ortak anotlu 7 segment display adet Kohm direnç 7 adet 22 ohm direnç adet buton deney malzemelerini hazırlayınız. Uygulama devresini bread board üzerine kurunuz. Butonlara rakam atayınız. Her butona bastığınızda göstergeyi gözlemleyiniz. Sonucu rapor olarak yazınız. Öneriler Devredeki bağlantıları gerçekleştirirken her bağlantıdan sonra yapılan bağlantı şema üzerinden işaretlenirse yapılacak hatalar azalacaktır. 7447 ve 7447 Entegrelerin 8 Nu lı bacaklarının şaseye bağlanması gerektiğini unutmayınız. A ucuda şaseye bağlanmalıdır. 744 entegresininde besleme bağlantıları unutulmamalıdır. UYGULAMA FAALİYETİ.6 İşlem Basamakları Öneriler Şekil.29 daki devre için gerekli adet bread board adet 5V DC güç kaynağı 6 adet 74LS32 entegresi 74LS32 entegresinin besleme 4 adet LED bağlantılarını unutmayınız. 4 adet 33 ohm direnç Devre kurulumu tek bread board üzerine sığmaz ise arkadaşalarınızla ortaklaşa 6 adet iki konumlu anahtar deney malzemelerini hazırlayınız. devreyi kurabilirsiniz. Uygulama devresini bread board üzerine Devredeki bağlantıları gerçekleştirirken kurunuz. her bağlantıdan sonra yapılan bağlantı İlk anda bütün anahtarları Lojik- şema üzerinden işaretlenirse yapılacak konumuna alınız hatalar azalacaktır. Tablo.5 e göre anahtarları sırasıyla Lojik- yapınız. Her durum için çıkışı gözlemleyiniz. Sonucu rapor olarak yazınız. 43
UYGULAMA FAALİYETİ.7 İşlem Basamakları Öneriler Şekil.3 deki devre için gerekli adet bread board adet 5V DC güç kaynağı adet 7448 entegresi 8 adet iki kademeli anahtar 4 adet 33 ohm direnç 4 adet LED deney malzemelerini 7448 entegresinin bacak bağlantılarına dikkat ediniz. hazırlayınız 7448 entegresinin yetkilendirme (Ein) ucunun lojik olmasına dikkat ediniz. Uygulama devresini deney borduna Sadece bir girişin Lojik-, diğerlerinin devreyi kurunuz. Lojik- olmasına dikkat ediniz. Anahtarlardaki değerleri sırasıyla Lojik yapınız. Tablo.6 daki değerleri gözlemleyiniz. Deney raporu hazırlayınız 44
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME OBJEKTİSF TEST (ÖLÇME SORULARI) Aşağıda verilen sorular için en uygun cevap seçeneğini işaretleyiniz.. Karşılığı olan iki küme arasındaki dönüşüm işlemine ne denir? A) Eşlik B)Hata C)Gray D)Kodlama 2. Decimal sayıların kodlamasında binary koda benzeye kod hangisidir? A) GRAY B)BCD C)OKTAL D)PARITY 3. Günlük hayatta kullanılan sayı sistemi, kod olarak aşağıdakilerden hangisiyle adlandırılır? A) Oktal B)3 Fazlalık C)Hekzadesimal D)Desimal 4. (98) = (...)BCD aşağıdakilerden hangisidir? A) ( )BCD B)( )BCD C)( )BCD D)( )BCD 5. (257)8 = (...)BC aşağıdakilerden hangisidir? A) ( )BCO B)( )BCO C)( )BCO D)( )BCO 6. (B32E)6 = (...)BCH aşağıdakilerden hangisidir? A) ( )BCH B)( )BCH C)( )BCH D)( )BCH 7. Hata kontrolü yapmak için hangi kod kullanılır? A) GRAY B)BCD C)OKTAL D)PARITY 8. Aşağıda verilen bitlerin hangisi tek parity olarak doğru kodlanmıştır? A) ()2 B)()2 C)()2 D)()2 9. Aşağıda verilen bitlerin hangisi çift parity olarak kodlanmıştır? A) ()2 B)()2 C)()2. D)()2 Aşağıda verilen onluk sayı sistemindeki (decimal) sayıların BCD sayı sistemindeki karşılıklarını bulunuz. A) (3) = ( )BCD B)(69) = ( )BCD C)(48) = ( )BCD 45
. Aşağıda verilen BCD sayı sistemindeki sayıların onluk sayı sistemindeki (decimal) karşılıklarını bulunuz. A) ( )BCD = ( ) B)( )BCD = ( ) 2. Aşağıda verilen Oktal sayıların BCO kod karşılıklarını bulunuz. A) (3)8 = ( )BCO B)(65)8 = ( )BCO C)(4)8 = ( )BCO 3. Aşağıda verilen BCO sayıların Oktal karşılıklarını bulunuz. A) ( )BCO = ( )8 B)( )BCO = ( )8 4. Aşağıda verilen (Hexadecimal) onaltılık sistemde verilen sayıların BCH kod karşılıklarını bulunuz. A) (34A)6 =( )BCH B)(69)6 = ( )BCH C)(H48)6 = ( )BCH 5. Aşağıda verilen BCO sayıların Oktal karşılıklarını bulunuz. A) ( )BCH = ( B)( )BCH = ( )6 )6 6. BCD den Binary e veya Binary den BCD ye çevrilirken sayılar önce hangi sisteme çevrilir? A) 8 B)2 C)6 D) 7. ()2 sayısı için kaç bitlik BCD çıkışa ihtiyaç duyarız? A) 8 B)7 C)6 D)5 8. ()BCD sayısı için kaç bitlik Binary çıkışa ihtiyaç duyarız? A) 8 B)7 C)6 D)5 9. 7 parçalı göstergede parçalar neden yapılmıştır? A) Led B)Direnç C)Transistör D)Lamba 2. 7 parçalı göstergede diyotların anotları kod çözücü entegreye gidiyorsa bu displaye ne ad veririz? A) Ortak Anotlu B)Ortak Girişli C)Ortak Çıkışlı D)Ortak Katotlu 2. 7 parçalı göstergede akım sınırlamak için hangi elektronik eleman bağlanır? A) Led B)Direnç C)Transistör D)Lamba 22. 7447 entegresi hangi sayı sisteminden 7 segmente kod çevirir? A) BCH B)BCD C)BCO 46 D)DECIMAL
23. Ortak anotlu displayi sürmek için aşağıdaki entegrelerden hangisini seçersiniz? A) 7447 B)45 C)7448 D)7484 24. Göstergeler (display) 33 ohm sürme dirençleriyle beraber kaç voltla beslenir? A) B)5 C)7 D)8 25. 7 segment kod çözücü entegrelerinden hangisinin besleme aralığı en yüksektir? A) 7447 B)7448 C)45 D)7484 26. Lojik prob hangi büyüklüğü ölçer? A)Gerilim B)akım 27. C)lojik Lojik probda kaç ölçüm kademesi vardır? A) B)2 C)3 D)direnç D)4 28. Decimal tuş takımı kodlama devresinde hangi öncelik kodlayı entegre kullanılır? A) 7447 B)7447 C)7448 D)7448 29. Aşağıdakilerden hangisi kodlayıcı değildir? A) Öncelikli kodlayıcı B)4 2 (4 ten 2 ye) kodlayıcı C)2 4 (2 den 4 e) kodlayıcı D)decimal bcd kodlayıcı 3. n girişli bir devrede girişindeki sistemi başka bir sisteme çeviren lojik devrelere... devreler denir. Noktalı yere aşağıdakilerden hangisi gelmelidir. A) Aritmetik B)Kodlayıcı C)Toplayıcı D)Değiştirici DEĞERLENDİRME Cevaplarınızı modül sonunda bulunan cevap anahtarı ile karşılaştırınız. Eğer testinizdeki ilk 8 soruda zorlandıysanız kodlar konusunu, 9 29 arasındaki sorularda zorlandıysanız kod dönüştürücüler konusunu 3 ve sonrasındaki sorularda zorlandıysanız kodlayıcılar konusunu tekrar ediniz. Soruları ve uygulama faaliyetlerini zorlanmadan ve doğru şekilde yapabildiyseniz bir sonraki öğrenme faaliyetine geçebilirsiniz 47
ÖĞRENME FAALİYETİ 2 ÖĞRENME FAALİYETİ-2 AMAÇ Kod çözücü tümleşik devreleri tanıyıp, gerektiği zaman ihtiyacına uygun tümleşik devreyi seçip seçtiğiniz tümleşik devrelerle ilgili uygulamaları yapabileceksiniz. ARAŞTIRMA Piyasadaki kod çözücü entegreleri ve bacak bağlantılarını araştırınız. Bulduğunuz entegreleri, piyasadaki tercih edilme durumlarına göre en çok tercih edilenden en aza doğru sıralayınız. Kod çözücülerin kullanım alanlarını araştırınız. 2. KOD ÇÖZÜCÜLER (DECODER) 2.. Kod Çözücüler ve Entegreleri 2... Kod Çözücüler (Decoder) Dijital sistemlerde bilgiler ikili sayılar olarak ifade edilir ve bütün işlemler ikili sayılar ile gerçekleştirilir. Kod çözücü devresi; kodlayıcı devrenin tam tersini yaparak n sayıdaki giriş hattından gelen ikili bilgileri, maksimum 2n sayıda çıkış hattına dönüştüren lojik devredir. Diğer bir ifadeyle; ikilik sayı sisteminde kodlanmış bilgileri, anlaşılması ve değerlendirilmesi daha kolay bilgilere dönüştüren devrelere kod çözücü devreler denir. 2..2. İkiden Dörde Kod Çözücü (2 Girişli 4 Çıkışlı Çözücü - 7455) İki bitlik bir kod çözücünün 2 girişi 4 çıkışı vardır. N giriş sayısını vermek üzere çıkış sayısı =2N olur. 4 ten 2 ye kodlayıcının tam tersi işlemi gerçekleştirir. Kodlanmış olan iki bitlik ifadelerden dört (22) adet bilgi elde eder. Böyle bir devrede girişlerin durumuna bağlı olarak sadece tek bir çıkış aktif olur. Aşağıda şekil 2. ve 2.2 de 2 den 4 e kod çözücü ile ilgili şema ve tablolar verilimiştir. Şekil 2.:İkili kod çözücü blok şeması ve doğruluk tablosu 48
Şekil 2. 2: İki girişli kod çözücü lojik devre İki girişli kod çözücü devresi olarak 7455 entegresi piyasada bulunmaktadır. Bu entegreler hakkında ayrıntılı bilgiler internetten bilgi sayfalarından bulunabilir. Bu entegre aynı zamanda den 4 e azaltıcı (demultiplexer) olarak da kullanılabilir. Şekil 2.3: 7455 entegresi bacak bağlantısı ve lojik görünümü SEÇME YETKİ B A G GİRİŞ ÇIKIŞ BİLGİ C Y Y Y2 Y3 Tablo 2.: 7455 entegresi doğruluk tablosu 49
7455 entegresi içersinde iki adet 2 den 4 e kod çözücü devresi vardır. Devre ile çalışma yaparken ihtiyaca göre bir ya da ikisi kullanabilir. Entegre çıkışlarının aktif (tersleyen) olduğu unutulmamalıdır. 2..3. BCD Kod Çözücü (7445) BCD kodu 9 arasındaki decimal (onluk) sayıların 4-bitlik binary (ikilik) karşılıklarının yazılması ile tanımlanmış bir kodlamadır. Bu durumda tasarlanacak kod çözücünün 4 giriş hattı olması ve BCD kodu da -9 arasındaki decimal (onluk) sayılar arasında tanımlı olduğundan çıkış hattının olması gerekmektedir. Şekil 2.4: BCD kod çözücü blok şeması Aşağıda BCD-decimal kod çözücünün lojik diyagramı ve blok gösterimi verilmiştir. Tablo 2. 2. BCD kod çözücünün doğruluk tablosu 5
Tablo 2.2 ye göre kod çözme işlemi incelersek. girişlerden ()BCD bilgisi girildiğinde bunun decimal karşılığı (7) bilgisine karşılık gelen Q7 çıkışı aktif olur. Her giriş değeri için bu durum gözlemlenebilir. Burada dikkat edilecek diğer bir husus ise 4 bit giriş bilgisinin F sayısına kadar ifade edilecek yeterliliğe sahip olmasıdır. Bu özellikten karnaugh haritası ile tasarım yaparken 9 dan sonraki sayılarda duruma göre ya da kabul ederek yararlanılmıştır. Bu şekilde tasarlanmış örnek bir uygulama devresi şekil 2.5 te çizilmiştir. Şekil 2.5: BCD kod çözücü devresi Piyasada bu amaca uygun olarak üretilen 7445 entegresi bulunmaktadır. Şekil 2.6: 7445 entegresi (BCD den decimal e kod çözücü) bacak bağlantısı ve lojik görünümü 5