BLM 221 MANTIK DEVRELERİ

Benzer belgeler
BLM 221 MANTIK DEVRELERİ

BLM 221 MANTIK DEVRELERİ

BLM 221 MANTIK DEVRELERİ

Fatih University- Faculty of Engineering- Electric and Electronic Dept.

Fatih University- Faculty of Engineering- Electric and Electronic Dept.

BLM221 MANTIK DEVRELERİ

DERS NOTLARI. Yard. Doç. Dr. Namık AKÇAY İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi

DOĞRULUK TABLOLARI (TRUTH TABLE)

MİNTERİM VE MAXİTERİM

4. HAFTA Boole Cebiri Uygulamaları Standart Formlar. Prof. Mehmet Akbaba

SAYISAL ELEKTRONĠK DERS NOTLARI: SAYISAL (DĠJĠTAL) ELEKTRONĠK

BİL 201 Geçit düzeyinde yalınlaştırma (Gate-Level Minimization) Hacettepe Üniversitesi Bilgisayar Müh. Bölümü

Boole Cebri. (Boolean Algebra)

BLM 221 MANTIK DEVRELERİ

DERS NOTLARI. Yard. Doç. Dr. Namık AKÇAY İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi

BLM221 MANTIK DEVRELERİ

DERS NOTLARI. Yard. Doç. Dr. Namık AKÇAY İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi

ELK2016 SAYISAL TASARIM DERSİ LABORATUVARI DENEY NO: 2

BLM 221 MANTIK DEVRELERİ

Boole Cebri. Muhammet Baykara

25. Aşağıdaki çıkarma işlemlerini doğrudan çıkarma yöntemi ile yapınız.

SAYI SİSTEMLERİ ve BOOLE CEBİRİ 1+1=1 ÖĞR.GÖR. GÜNAY TEMÜR - TEKNOLOJİ F. / BİLGİSAYAR MÜH.

DERS NOTLARI. Yard. Doç. Dr. Namık AKÇAY İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi

BOOLEAN İŞLEMLERİ Boolean matematiği sayısal sistemlerin analizinde ve anlaşılmasında kullanılan temel sistemdir.

LOJİK İFADENİN VE-DEĞİL VEYA VEYA-DEĞİL LOJİK DİYAGRAMLARINA DÖNÜŞTÜRÜLMESİ

DENEY 6: FLİP-FLOP (BELLEK) DEVRESİ UYGULAMALARI

Minterm'e Karşı Maxterm Çözümü

SAYISAL ELEKTRONİK. Ege Üniversitesi Ege MYO Mekatronik Programı

DENEY 1-3 ÖZEL VEYA KAPI DEVRESİ

BOOLE CEBRİ. BOOLE cebri. B={0,1} kümesi üzerinde tanımlı İkili işlemler: VEYA, VE { +,. } Birli işlem: tümleme { } AKSİYOMLAR

SERĠMYA IX. ULUSAL ĠLKÖĞRETĠM MATEMATĠK OLĠMPĠYATI. 9. Ulusal. serimya. İLKÖĞRETİM 7. Ve 8. SINIFLAR ARASI MATEMATİK YARIŞMASI.

SAYILAR MATEMATİK KAF03 BASAMAK KAVRAMI TEMEL KAVRAM 01. İki basamaklı en küçük sayı : İki basamaklı en büyük negatif sayı :.

TABAN ARĠTMETĠĞĠ. ÇÖZÜM (324) 5 = = = = 89 bulunur. Doğru Seçenek C dir.

AFYON KOCATEPE ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ ELEKTRĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ

Mantık Devreleri Laboratuarı

1. BÖLÜM Mantık BÖLÜM Sayılar BÖLÜM Rasyonel Sayılar BÖLÜM I. Dereceden Denklemler ve Eşitsizlikler

Fatih University- Faculty of Engineering- Electric and Electronic Dept.

Şekil XNOR Kapısı ve doğruluk tablosu

TAM SAYILARLA TOPLAMA ÇIKARMA

5. LOJİK KAPILAR (LOGIC GATES)

Buna göre, eşitliği yazılabilir. sayılara rasyonel sayılar denir ve Q ile gösterilir. , -, 2 2 = 1. sayıdır. 2, 3, 5 birer irrasyonel sayıdır.

BÜLENT ECEVĠT ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ ELEKTRĠK-ELEKTRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ Öğretim Yılı- Bahar Dönemi

SAYILAR DOĞAL VE TAM SAYILAR

BİL 264 Mantıksal Devre Tasarımı ELE 263 Sayısal Sistem Tasarımı Öğretim Yılı Yaz Dönemi 2. Ara Sınav Adı Soyadı Öğrenci Numarası Bölümü

ÖZEL EGE LİSESİ 10. OKULLARARASI MATEMATİK YARIŞMASI 10. SINIFLAR SORULARI

DENKLEM DÜZENEKLERI 1

TEOG. Sayma Sayıları ve Doğal Sayılar ÇÖZÜM ÖRNEK ÇÖZÜM ÖRNEK SAYI BASAMAKLARI VE SAYILARIN ÇÖZÜMLENMESİ 1. DOĞAL SAYILAR.

BİL 201 Boole Cebiri ve Temel Geçitler (Boolean Algebra & Logic Gates) Bilgisayar Mühendisligi Bölümü Hacettepe Üniversitesi

HOMOGEN OLMAYAN DENKLEMLER

Boole Cebiri ve Temel Geçitler

ab H bulunur. Şu halde önceki önermenin i) koşulu da sağlanır ve H G bulunur.

SAYILARIN ÇÖZÜMLENMESİ ÇÖZÜMLÜ SORULARI. 1) 1000a 10b ifadesi aşağıdaki sayılardan hangisinin. ÇÖZÜM: 1000a 10b 1000.a b 1.

Lineer Cebir. Doç. Dr. Niyazi ŞAHİN TOBB. İçerik: 1.1. Lineer Denklemlerin Tanımı 1.2. Lineer Denklem Sistemleri 1.3. Matrisler

4.2.1 Sayma Sistemleri

MANTIK DEVRELERİ HALL, 2002) (SAYISAL TASARIM, ÇEVİRİ, LITERATUR YAYINCILIK) DIGITAL DESIGN PRICIPLES & PRACTICES (3. EDITION, PRENTICE HALL, 2001)

Mantık fonksiyonlarından devre çizimi 6 Çizilmiş bir devrenin mantık fonksiyonunun bulunması

Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi. Sayısal Elektronik

8. 2 x+1 =20 x. 9. x 3 +6x 2-4x-24=0 10.

DENEY 3a- Yarım Toplayıcı ve Tam Toplayıcı Devresi

5. KARŞILAŞTIRICI VE ARİTMETİK İŞLEM DEVRELERİ (ARİTHMETİC LOGİC UNİT)

ARDIŞIL DEVRELER SENKRON ARDIŞIL DEVRELER

EEM309 SAYISAL ELEKTRONİK LABORATUARI. AND (VE) Kapısı VE kapısı, mantıksal çarpma işlemi yapmaktadır.

DENEY 2-1 VEYA DEĞİL Kapı Devresi

Temel Kavramlar. (r) Sıfırdan farklı kompleks sayılar kümesi: C. (i) Rasyonel sayılar kümesi: Q = { a b

13.Konu Reel sayılar

1 ELEKTRONİK KAVRAMLAR

Denklemler İkinci Dereceden Denklemler. İkinci dereceden Bir Bilinmeyenli Denklemler. a,b,c IR ve a 0 olmak üzere,

T.C. MĠLLÎ EĞĠTĠM BAKANLIĞI UÇAK BAKIM SAYI SĠSTEMLERĠ VE DATA ÇEVĠRĠCĠLER 523EO0004

Örnek 1: 2 x = 3 x = log 2 3. Örnek 2: 3 2x 1 = 2 2x 1 = log 3 2. Örnek 3: 4 x 1 = 7 x 1 = log 4 7. Örnek 4: 2 x = 3 2 x 2 = 3

2. Matematiksel kavramları organize bir şekilde sunarak, bu kavramları içselleştirmenizi sağlayacak pedagojik bir alt yapı ile yazılmıştır.

TEMEL KAVRAMLAR. a Q a ve b b. a b c 4. a b c 40. 7a 4b 3c. a b c olmak üzere a,b ve pozitif. 2x 3y 5z 84

A (B C) = {4, 5, 6} {2, 3, 4, 6, 7} = {4, 6} ; ve (A B) (A C) = {4, 6} {6} = {4, 6}. 6. Dağıtıcı yasayı Venn şeması yoluyla doğrulayınız.

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

XII. Ulusal Matematik Olimpiyatı Birinci Aşama Sınavı

Cebir Notları. Gökhan DEMĐR, ÖRNEK : A ve A x A nın bir alt kümesinden A ya her fonksiyona

1. GRUPLAR. c (Birleşme özelliği) sağlanır. 2) a G için a e e a a olacak şekilde e G (e ye birim eleman denir) vardır.

Boolean Cebiri 1.

Önce parantez içindeki işlemler yapılır. 150:(6+3.8)-5 = 150:(6+24)-5 = 150:30-5 = 5-5 = 0 ( A ) :5-3 = = 11 ( C )

1. BÖLÜM. Sayılarda Temel Kavramlar. Bölme - Bölünebilme - Faktöriyel EBOB - EKOK. Kontrol Noktası 1

T.C. KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ BİLİŞİM SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ

BÖLÜM - 5 KARNOUGH HARITALARI

12-A. Sayılar - 1 TEST

TAMSAYILAR. 9www.unkapani.com.tr. Z = {.., -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, } kümesinin her bir elemanına. a, b, c birer tamsayı olmak üzere, Burada,

sayıların kümesi N 1 = { 2i-1: i N } ve tüm çift doğal sayıların kümesi N 2 = { 2i: i N } şeklinde gösterilebilecektir. Hiç elemanı olmayan kümeye

10.Konu Tam sayıların inşası

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS. Mantık Devreleri EEE

ÖZEL EGE LİSESİ OKULLAR ARASI 18. MATEMATİK YARIŞMASI 10. SINIF TEST SORULARI

Bölüm 3 Toplama ve Çıkarma Devreleri

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

2017 MÜKEMMEL YGS MATEMATİK

1994 ÖYS. 6. x, y, z sıfırdan büyük birer tam sayı ve 2x+3y-z=94 olduğuna göre, x in en küçük değeri kaçtır?

MODÜLER ARİTMETİK. Örnek:

Fatih University- Faculty of Engineering- Electric and Electronic Dept.

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

Temel Mantık Kapıları

18. FLİP FLOP LAR (FLIP FLOPS)

(VEYA-DEĞİL kapısı) (Exlusive OR kapısı) (Exlusive NOR kapısı)

BSM 101 Bilgisayar Mühendisliğine Giriş

T.C. KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ BİLİŞİM SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ

Bu tanım aralığı pozitif tam sayılar olan f(n) fonksiyonunun değişim aralığı n= 1, 2, 3,, n,

Transkript:

7. HAFTA BLM 221 MANTIK DEVRELERİ Prof Dr Mehmet AKBABA mehmetakbaba@karabuk.edu.tr

Temel Kavramlar ÇOK DÜZEYLĠ (BASAMAKLI) MANTIK DEVRELERĠ, NAND VE NOR KAPILARI Dört basamaklı (Düzeyli) Mantık Devresi Üç basamaklı (Düzeyli) Mantık Devresi NAND (VE-DEĞĠL) ve NOR (VEYA-DEĞĠL) Kapıları Ġki ve Üç Basamaklı (Düzeyli) NAND VE NOR Kapısı Devrelerinin Tasarımı Çok basamaklı (düzeyli) NAND ve NOR Kapıları Devreleri Alternatif Simge Kullanarak Devre DönüĢümü Ġki basamaklı (Düzeyli) Çok ÇıkıĢlı Devre Tasarımı Çok çıkıģlı NOR ve NAND kapısı devreleri 2

ÇOK DÜZEYLĠ (BASAMAKLI) MANTIK DEVRELERĠ, NAND VE NOR KAPILARI ġekil 7.1: Dört basamaklı (Düzeyli) Mantık Devresi 3

ÇOK DÜZEYLĠ (BASAMAKLI) MANTIK DEVRELERĠ, NAND VE NOR KAPILARI Z nin ifadesini baģka türlü yazarak üç basamaklı devre elde edebiliriz. Bu kısmi çarpma ile gerçekleģtirilebilir. Z= (AB + C)[(D + E) + FG ] + H = AB(D + E) + C(D + E) + ABFG + CFG + H 4

ÇOK DÜZEYLĠ (BASAMAKLI) MANTIK DEVRELERĠ, NAND VE NOR KAPILARI Şekil 7.2: Üç basamaklı (Düzeyli) Mantık Devresi 5

ÇOK DÜZEYLĠ (BASAMAKLI) MANTIK DEVRELERĠ, NAND VE NOR KAPILARI Problem: AĢağıda verilen lojik fonksiyonu AND ve OR kullanarak gerçekleģtiriniz: f(a,b,c,d) = m(1,5,6,10,13,14) Kuaracağınız devreyi iki basamaklı (düzeyli) ve üç düzeyli olarak tasarlayınız. Her iki devreden hangisinin daha basit ve en az lojik kapı kullanılarak gerçekleģtirildiğini belirleyiniz ve sonucun yorumunu yapınız. Bütün değiģkenlerin kendilerinin ve tümleyenlerinin giriģ olarak hazır olduğunu varsayın. 6

ÇOK DÜZEYLĠ (BASAMAKLI) MANTIK DEVRELERĠ, NAND VE NOR KAPILARI ġekil 7.3 (7.1) 7

ÇOK DÜZEYLĠ (BASAMAKLI) MANTIK DEVRELERĠ, NAND VE NOR KAPILARI f=a b c+bc d+bcd+acd Bu eģitliği gerçekleģtiren devre aģağıda verilmiģtir Ġki basamaklı (düzeyli), beģ kapılı, 16 kapı giriģli devre Şekil 7.4 8

ÇOK DÜZEYLĠ (BASAMAKLI) MANTIK DEVRELERĠ, NAND VE NOR KAPILARI (7.1) eģitliğinde ortak terimler kullanılırsa aynı fonksiyon aģağıdaki yazılabilir: F=c d(a +b)+cd (a+b) (7.2) (buda üç basamaklı bir devreye dönüģür) ġekil 7.5 Üç basamaklı (seviyeli) beģ kapılı 12 kapı giriģli devre 9

ÇOK DÜZEYLĠ (BASAMAKLI) MANTIK DEVRELERĠ, NAND VE NOR KAPILARI Karno haritasında sıfırlar kullanılarak aynı fonksiyonun Tersi aģağıdaki Ģekilde elde edilir: f = c d + ab c + cd + a b c (7.3) (7.3) ün tersi alınırsa: f = (c + d)( a + b + c )(c +d )( a + b + c ) (7.4) Elde edilir. (7.4) EĢitliği iki seviyeli OR-AND devresi ile ġekil 7.6 daki gibi gerçekleģtirilebilir. 10

ÇOK DÜZEYLĠ (BASAMAKLI) MANTIK DEVRELERĠ, NAND VE NOR KAPILARI Üç basamaklı (seviyeli) beģ kapılı 12 kapı giriģli devre ġekil 7.6 11

ÇOK DÜZEYLĠ (BASAMAKLI) MANTIK DEVRELERĠ, NAND VE NOR KAPILARI Üç basamaklı AND çıkıģlı devre elde edebilmek için (7.4) denklemine önce (X+Y)(X+Z)=X+YZ teoremi uygulayalım: f = [c + d(a + b )][c + d (a+b)] (7.5) elde edilir. (7.5) eģitliği dört basamaklı devre gerektirir. KöĢeli parantez içindeki ifadeleri çarpıp açarsak : f = (c + a d + bd )(c + ad +bd ) (7.6) elde edilir. (7.6) eģitliği üç basamaklı AND-OR-AND devresi olarak ġekil 7.7 verildiği gibi gerçekleģtirilir: 12

ÇOK DÜZEYLĠ (BASAMAKLI) MANTIK DEVRELERĠ, NAND VE NOR KAPILARI Üç basamaklı (seviyeli) yedi kapılı 16 kapı giriģli devre ġekil 7.7 13

NAND (VE-DEĞĠL) ve NOR (VEYA-DEĞĠL) Kapıları Buraya kadar lojik ifadeleri AND, OR ve EX-OR kapıları ile gerçekleģtirdik. Bu bölümde NAND ve NOR kapıları tanıtılacak ve devrelerin bu kapılarla nasıl gerçekleģtirileceği gösterilecektir. NAND ve NOR kapıları daha hızlı çalıģtıklarından ve genel olarak daha az devre elemanı kullanılarak yapıldıklarından lojik devre tasarımcılarının çokça tercih edilmektedirler. 14

NAND (VE-DEĞĠL) ve NOR (VEYA-DEĞĠL) Kapıları 2.1 NAND Kapısı ġekil 7.8(a) da NAND kapısının simgesi gösterilmiģtir. VE (AND) kapısının çıkıģ ucuna küçük bir daire eklenince NAND kapısı simgesi elde edilir. ÇıkıĢ ucundaki küçük daire ters alma alma veya tümleyan alma veya değilleme (NOT) anlamında kullanılmaktadır. NADN kapısı ġekil 7.8(b) de görildüğü gibi AND kapısının sonuna bir NOT (ters alma) kapısı eklenerek elde edilebilir. Buda NAND kapısının AND kapısının terine eģit olduğu anlamina gelir veya NADN=AND.NOT= (AND) yazılabilir. NAND kapısının bağıntısı aģağıdaki gibidir: F=(ABC) =A +B + C Görüldüğü gibi NAND kapısı giriģ değiģkenlerinin terslerini toplayan bir devredir. 15

NAND (VE-DEĞĠL) ve NOR (VEYA-DEĞĠL) Kapıları n giriģli bir NAND kapısının çıkıģ bağıntısı F=(X 1 X 2 X 3.X n ) =X 1 +X 2 +X 3 +..X n (7.8) (7.8) bağıntısı NAND kapısının giriģlerinden en az birisi 0 ise kapının çıkiģ değiģkeninin 1 olması gerektiğini ifade etmaktedir. 16

NAND kapısı NAND (VE-DEĞĠL) ve NOR (VEYA-DEĞĠL) Kapıları NAND AND-NOT =(AND) (ABC) =A +B +C (değillerin (terslerin) toplamı (a) Üç kapılı NAND kapısı (b) NAND eģdeğer devresi (c) n giriģli NAND Şekil 7.8: NAND kapısı (gate) 17

NAND (VE-DEĞĠL) ve NOR (VEYA-DEĞĠL) Kapıları 2.2 NOR Kapısı ġekil 7.9(a) üç giriģli NOR kapısını göstermektedir. Simgenin çıkıģındaki küçük daire iģareti tersleme (NOT veya tümleyen) anlamında kullanılmaktadır. Bu nedenle NOR kapısı OR kapısını izleyen bir NOT kapısının bileģiminden oluģmaktadır. NOR=OR.NOT=(OR) Üç giriģli bir NOR kapısının çıkıģ değiģkeninin ifadesi F=(A+B+C) =A B C (terslerin (tümleyenlerin) çarpımı) olur. 18

NAND (VE-DEĞĠL) ve NOR (VEYA-DEĞĠL) Kapıları NOR gate NOR kapısı NOR-NOT =(NOR) (A+B+C) =A B C (tümleyenlerin çarpımları) (a) Üç kapılı NOR kapısı (b) NOR eģdeğer devresi (c) n giriģli NOR Şekil 7.9: NOR kapısı (gate) 19

NAND (VE-DEĞĠL) ve NOR (VEYA-DEĞĠL) Kapıları ġekil 7/9(c) de göserilen n-giriģli NOR (VEYA) kapsımın çıkıģ değģkeninin ifadesi: Figure is F = (X 1 +X 2 + +X n ) = X 1 X 2 X n (7.9) Herhangi bir kapı diğer kapılar kullanılarak geçekleģtirilebilir. Örneğin VEYA kapısı NOT ve AND kapıları ile aģağıdaki gibi gerçekleģtirilebilir: 20

NAND (VE-DEĞĠL) ve NOR (VEYA-DEĞĠL) Kapıları Şekil 7.10: NAND kapısının NOT, AND, ve OR kapıları ile gerçekleģtirilmesi 21

NAND (VE-DEĞĠL) ve NOR (VEYA-DEĞĠL) Kapıları AND veya OR kapısı varsa, bir diğri DeMorgan kuralı kullanılarak gerçekleģtirilebilir. Örneğin, OR ve NOT varsa, AND and aiağıdeki gibi gerçekleģtirilir: XY = (X' + Y ) (7.10) 22

ĠKĠ VE ÜÇ BASAMAKLI (DÜZEYLĠ) NAND VE NOR KAPISI DEVRELERĠNĠN TASARIMI Ġki basamaklı (düzeyli) AND ve OR kapı vevreleri kolayca NAND ve NOR kapı devrelerine dönüģtürülebilir. Bu dönüģümde DeMorgan kuralı aģağıdaki gibi kullanılır: (X 1 +X 2 +X 3 +...X n ) =X 1.X 2.X 3...X n (X 1.X 2.X 3...X n ) =X 1 +X 2 +X 3 +...+X n (7.11) (7.12) AĢağıdaki örnek minimum SOP ifadesinin değiģik diğer formlara nasıl dönüģtürüldüğünü göstermektedir: 23

ĠKĠ VE ÜÇ BASAMAKLI (DÜZEYLĠ) NAND VE NOR KAPISI DEVRELERĠNĠN TASARIMI F = A + BC' + B C D = [(A +B C + B CD) ]' (7.13) = [A' (BC )' (B CD) ] ' (7.11) den (7.14) = [A' (B' + C) (B + C' + D ) ]' (7.12) den (7.15) = A + (B' + C)' + (B + C' + D )' (7.12) den (7.16) (7.13), (7.14), (7.15) ve (7.16) eģitlikleri ġekil 7.11 de gösterildiği gibi, sıra ile AND-OR, NAND-NAND, OR- NAND, NOR-OR devrelerine karģılık gelmektedirler. (7.16) eģitliğini yeniden aģağıdaki gibi yazalım: F = {[A + (B' + C)' + (B + C' + D')' ]'}' (7.17) 24

ĠKĠ VE ÜÇ BASAMAKLI (DÜZEYLĠ) NAND VE NOR KAPISI DEVRELERĠNĠN TASARIMI (7.17) eģitliği üç bamaklı NOR-NOR-INVERT devresi verir. Fakat iki basamaklı NOR devresi elde etmek istiyorsak, minimum SOP yerine minimum POS (product-of-sums) formu ile baģlamamız gerekir. Karnaugh haritasından minimum POS ifadesi bulunduktan sonra fonksiyon aģağıdaki gibi iki basamaklı devre veren formda yazılır: F=(A+B+C)(A+B +C )(A+C +D) = {[(A+B+C)(A+B +C )(A+C +D)] } = [(A+B+C) +(A+B +C ) +(A+C +D) ] = (A B C +A BC+A CD ) = (A B C ).(A BC).(A CD ) (7.18) (7.19) (7.20) (7.21) 25

ĠKĠ VE ÜÇ BASAMAKLI (DÜZEYLĠ) NAND VE NOR KAPISI DEVRELERĠNĠN TASARIMI Şekil 7.11(a): Ġki basamaklı (düzeyli) sekiz temel devreler (devamı ġekil 7.11(b) de) 26

ĠKĠ VE ÜÇ BASAMAKLI (DÜZEYLĠ) NAND VE NOR KAPISI DEVRELERĠNĠN TASARIMI F=,*(A+B+C)(A+B +C )(A+C +D)+ - F=*(A+B+C) +(A+B +C ) +(A+C +D) + =,A B C +A BC+A CD - =(A B C ).(A BC).(A CD ) Şekil 7.11(b): Ġki basamaklı (düzeyli) sekiz temel devreler 27

ĠKĠ VE ÜÇ BASAMAKLI (DÜZEYLĠ) NAND VE NOR KAPISI DEVRELERĠNĠN TASARIMI Bir fonksiyonun tersinin tersi kendisini verir (hatırlatma). POS Ģeklinde yazılmıģ herhagi bir lojik fonksiyon NAND-NOR olarak gerçeleģtirilebilir. Örnek: (F=(a+a)(b+b)(c+c)(d+d)(e +e ) yazılıp POS şekline dönüştürülebilir) F=[(abcde ) + =*(ab)(cd)e ) + =*(ab) +(cd) +e+ 28

ĠKĠ VE ÜÇ BASAMAKLI (DÜZEYLĠ) NAND VE NOR KAPISI DEVRELERĠNĠN TASARIMI İki Basamaklı NAND-NAND devresi tasarımı yapılası işlemi 1. Fonksiyonun minimum SOP ifadesini bulunuz. 2. Buna karşılık gelen iki basamaklı (düzeyli) AND-OR devresini çiziniz. 3. Sonra aynı çizizmi, arabağlantıları aynı bırakarak aynı çizizmi NAND kapıları ile tekrarlayınız. 4. Herhangi bir kapının girişinde tek literal (değişken) varsa o literalin tümleyenini alınız. 29

ĠKĠ VE ÜÇ BASAMAKLI (DÜZEYLĠ) NAND VE NOR KAPISI DEVRELERĠNĠN TASARIMI Şekil 7.12 AND-OR devresinden NAND devresine geçmek için yapılması gereken adımları sergilemektedir. Devrenin çıkışında herhangi bir değişiklik olmamaktadır. Genel olarak fonksiyon literallerin toplamı (l 1, l 2, l 3,.) ve çarpım terimlerden (P 1, P 2,..) oluşmaktadır. F = l 1 + l 2 +..+ P 1 + P 2 +.. DeMorgan kuralı uygulandıktan sonra F = (l 1 l 2 P 1 P 2..) 30

ĠKĠ VE ÜÇ BASAMAKLI (DÜZEYLĠ) NAND VE NOR KAPISI DEVRELERĠNĠN TASARIMI (a) DönüĢtürülmeden önceki devre (b) DönüĢtürülmeden sonraki devre Şekil 7.12: AND-OR devresinin NAND-NAND devresine dönüģtürülmesi örneği 31

Çok basamaklı (düzeyli) NAND ve NOR Kapıları Devreleri Örnek: AĢağıdaki fonksiyonu NAND devresi ile geçekleģtiriniz. F 1 =a [b + c(d + e ) + f g ] + hi j + k ġekil 7.13 görüldüğü gibi devrenin Ģması önce AND-OR devresi olarak çizilmiģ ve daha sonra yukarıda anlatıldığı gibi NAND devresine dönüģtürülmüģtür. 32

Çok basamaklı (düzeyli) NAND ve 5. basamak NOR Kapıları Devreleri 4. basamak 3. basamak 2. basamak 1. basamak (a) AND-OR devresi 5. basamak 4. basamak 3. basamak 2. basamak 1. basamak (b) NAND devresi ġekil 7.13 Çok basamaklı NAND devresi dönüģümü 33

Alternatif Simge Kullanarak Devre DönüĢümü Alternatif kapı Simgeleri NOT Şekil 7.14: Alternatif Kapı Simgeleri 34

Alternatif Simge Kullanarak Devre DönüĢümü (a) NAND kapısı devresi (b) Alternatif NAND kapısı devresi (c) Eşdeğer AND-OR kapısı devresi Şekil 7.15: NAND Kapı devresi dönüģümü 35

Alternatif Simge Kullanarak Devre DönüĢümü (a) OR ve AND kapılarından oluşan devresi Çift terslemeler biribirini yok ediyor Tümleyeni alınmış girişler terslemeleri yok ediyor (b) NOR kapıları ile kurulmuş devre Şekil 7.16: NAND Kapı devresi dönüģümü 36

Alternatif Simge Kullanarak Devre DönüĢümü (a) AND-OR devresi Küçük dairecikler (bubbles) biribirini yok ediyor (b) NAND e dönüştürmede ilk basamak İlave edilmiş inverter İlave edilmiş inverter Şekil 7.17: AND-OR devresinin NAND devresine dönüģtürülmesi (c) İlaveli alternatif dönüştürme 37

Ġki basamaklı (Düzeyli) Çok ÇıkıĢlı Devre Tasarımı Bu konu aģağda verilen bir örneklerle açıklanacaktır. ÖNEK 1: AĢağıdaki üç fonksiyonu sağlayan dört giriģli üç çıkıģlı bir devre tasarlayalım: F 1 (A,B,C,D)= m(11,12,13,14,15) F 2 (A,B,C,D)= m(3,7,11,12,13,15) (7.22) F 3 (A,B,C,D)= m(3,7,12,13,14,15) 38

Ġki basamaklı (Düzeyli) Çok ÇıkıĢlı Devre Tasarımı F 1 =AB+ACD F 3 =AB+A CD F 2 =CD+ABC Şekil 7.18: (7.22) EĢtliklerini minimize eden Karnaugh haritası 39

Ġki basamaklı (Düzeyli) Çok ÇıkıĢlı Devre Tasarımı Şekil 7.19: (7.22) Eşitliklerini gerçekleştiren devre 40

Ġki basamaklı (Düzeyli) Çok ÇıkıĢlı Devre Tasarımı Şekil 7.20: (7.22) EĢitliklerinin çok çıkıģlı tek devre olarak gerçekleģtirilmesi 41

Ġki basamaklı (Düzeyli) Çok ÇıkıĢlı Devre Tasarımı ÖRNEK 2: Diğer bir dört giriģli-üç çıkıģlı devre tasarımı f 1 = m(2,3,5,7,8,9,10,11,13,15) f 2 = m(2,3,5,6,7,10,11,14,15) f 3 = m(6,7,8,9,13,14,15) (7.23) (7.23) eģikliklerinin minimum ifadelerini bulmak için ġekil 7.21 deki Karnaugh haritaları kullanlmıģtır. 42

Ġki basamaklı (Düzeyli) Çok ÇıkıĢlı Devre Tasarımı Önce ġekil (7.21) de verilen Karnaugh haritasından fonksiyonların aģağıda verilen minimum ifadeleri bulunur. f 1 =bd + b c + ab f 2 =c + a bd f 3 = bc + ab c + abd veya ac d (7.23.a) Bu fonksiyonlar 10 kapı ve 25 kapı giriģi ile gerçekleģtirilebilir. 43

Ġki basamaklı (Düzeyli) Çok ÇıkıĢlı Devre Tasarımı ġekil 7.21 44

Ġki basamaklı (Düzeyli) Çok ÇıkıĢlı Devre Tasarımı Karnaugh haritalarından a' bd ( f 2 den), abd ( f 3 den), ve ab' c ( f 3 den) terimlerinin f 1 in içinde kullanılabileceği kolayca görülmekedir. Eğer bd terimi yerine a' bd + abd kullanılırsa bd terimini gerçekleģtirecek olan kapı elimine edilir. f 1 in içindeki m 10 ve m 11 terimleri b'e, ve ab' c' ( f 3 teki ) terimlerinin içinde zaten bulunmaktadır ve bunlar aynı zamanda m 8 ve m 9 ; terimlerinide kapsamada kullanılabilir ve ab terimini gerçekleştirecek olan kapı elimine edilebilir. Bu durumda en uygun çözüm aşağıdaki eşitliklrden elde edilir: f 1 =a bd + abd + ab c + b c f 2 =c + a bd f 3 =bc + ab c + abd (7.23.b) 45

Ġki basamaklı (Düzeyli) Çok ÇıkıĢlı Devre Tasarımı (7.23.b) eģitlikleri 8 kapı ve 22 kapı giriģi gerektirir ve 2 kapı 3 kapı giriģi tasarruf ediģlmiģ olur. (Ġki fonksiyon arasında ortak kullanılan terimlerin altları çizilmiģtir.) Çok çıkıģlı devre tasarlanırken bazı durumlarda komģu 1 lerin aynı guruba alıması daha az devre elemanı kullanma yerine daha fazla devre elemanı kullanmayı gerektireceğinden uygun değildir. Veya baģka bi değiģle en çok sayıda ortak terim kullanmak her zaman en iyi çözüm olmayabilir. Bunun örneği ileride ġekil 7.23 de gösterilecektir. 46

Ġki basamaklı (Düzeyli) Çok ÇıkıĢlı Devre Tasarımı Çok ÇıkıĢlı devre tasarımı için Karnaugh haritalarından gerekli temel (prime) gurupların (implicant ların belirlenmesi Ġki-Basamaklı çok çıkıģlı devre tasarımında ilk adım gerekli temel (prime) gurupların (implikants) bulunmasıdır. Bunu yaparken çok dikkatli olmamız gereken bir özelliği gözden kaçırmamak lazım. Buda birtek fonksiyon için gerekli temel gurup (essential prime implicant) olan bir gurup çok çıkışlı devre tasarımı için gerekli temel gurup (essential prime implicant) olamayabilir. Örneğin Şekil 7.21 de, bd terimi f1 fonksiyonu için gerekli temel gurup (essential prime implicant) (m5 i içeren tek temel gurup) olmasına karģın, çok çıkıģlı devre tasarımı için gerekli temel guruplardan biri değildir. 47

Ġki basamaklı (Düzeyli) Çok ÇıkıĢlı Devre Tasarımı Bunun nedeni (bd nin temel guruplardan birisi olmaması) m 5 aynı zamanda f 2 nin haritasında da gözükmesi, bu nedenle de f 1 ve f 2 fonksiyonlarının ortak bir terimi tarafından kapsama alınabileceğidir. Örnek 1: Aşağdaki iki fonksiyonu göz önüne alalım; f 1 = a c d+abd+ab c d f 2 = bc d +abcd+bcd Bu iki fonksiyonu Karnaugh haritalarına taģıyıp en iyi çözümü veren gerekli temel gurupları (essential prime implicans) bulalım. Sonuç bir sonraki slaytta (ġekil 7.22) gösterilmiģtir. 48

Ġki basamaklı (Düzeyli) Çok ÇıkıĢlı Şekil 7.22 Devre Tasarımı (a) En iyi çözüm (b) Bu çözüm bir fazla kapı gerektiriyor 49

Ġki basamaklı (Düzeyli) Çok ÇıkıĢlı Devre Tasarımı Örnek 2: Aşağdaki iki fonksiyonu göz önüne alalım: f 1 =a b d +a bc d+a bd +abcd f 2 =a b c +a bd +abc d +bcd Bu iki fonksiyonu Karnaugh haritalarına taģıyıp en iyi çözümü veren gerekli temel gurupları (essential prime implicans) bulalım. Sonuç bir sonraki slaytta (ġekil 7.23) gösterilmiģtir. 50

Ġki basamaklı (Düzeyli) Çok ÇıkıĢlı ġekil 7.23 Devre Tasarımı (a) En çok ortak terimle elde edilen çözüm: 8 kapı, 22 kapı giriģi gerekli (b) En iyi çözüm: 7 kapı, 18 kapı giriģi gerekli ve ortak terim yok. 51

Çok çıkıģlı NOR ve NAND kapısı devreleri ÖRNEK 1: AĢağıda verilen iki fonksiyonu çok çıkıģlı NOR devresi olarak geçekleģtirelim. F 1 = [(a + b )c + d](e + f ) F 2 = [(a + b )c + g ](e + f )h Ġstenen NOR devresi olduğundan önce OR-AND devresini kurmamız doğru yaklaģımdır bu devre ġekil 7.24.a da verilmiģ ve NOR devresine dönüģümü ġekil 7.24.b de verilmiģtir. 52

Çok çıkıģlı NOR ve NAND kapısı devreleri 4. Basamak 3. Basamak 2. Basamak 1. Basamak (a) AND ve OR devresi (b) Eşdeğer NOR devresi Şekil 7.24 Çok basamaklı NOR devresi dönüşümü 53

Çok çıkıģlı NOR ve NAND kapısı devreleri ÖRNEK 2: AĢağıda verilen iki fonksiyonu çok çıkıģlı NAND devresi olarak gerçekleģtirelim. f 1 =(ab+c d+n)h+(a+e )g+k f 2 =(c d+eh+g)k+(a+e )g+b Ġstenen NAND devresi olduğundan önce AND-OR devresini kurmamız doğru yaklaģımdır. Bu devre ġekil 7.25.a da verilmiģ ve NAND devresine dönüģümü ġekil 7.25.b de verilmiģtir. 54

Çok çıkıģlı NOR ve NAND kapısı devreleri Şekil 7.25.a Çok basamaklı AND-OR devresi 55

Çok çıkıģlı NOR ve NAND kapısı devreleri Şekil 7.25.b. Çok basamaklı NAND devresi dönüşümü 56

Kaynakça Mehmet Akbaba, Mantık Devreleri Notları Hüseyin EKİZ, Mantık Devreleri, Değişim Yayınları, 4. Baskı, 2005 Thomas L. Floyd, Digital Fundamentals, Prentice-Hall Inc. New Jersey, 2006 M. Morris Mano, Michael D. Ciletti, Digital Design, Prentice-Hall, Inc.,New Jersey, 1997 57