BİNARİ SAYI SİSTEMLERİ
BİNARİ SAYI
SİSTEMLERİ
Gösterim:
“0”
Düşük seviye sinyali (low signal)
0V düşük
voltaj.
“1”
Yüksek seviye sinyali (high signal)
5V
yüksek voltaj.
v
Kullanılan sinyal kare dalga veya sabit bir
voltajdır. (5V, 0V)
1(high)
Yükselen
Düşen
(çıkan)
(alçalan)
uç
0(low) uç
high
Düşen
Yükselen
uç
uç
low
º ideal durum
Herhangi bir kare dalganın
yükseklirken 10% ile 90% arasındaki
zamanıdır.
Alçalma Zamanı:
Non-Periyodik Dalga
Şekilleri:
Görev Periyodu (Duty Cycle):
Bu sinyal genişliğinin, periyoda oranıdır.
tw
= t1 ise DC 50 %
tw > t1 ise DC >
50 %
tw < t1 ise DC <
50 %
Örnek:
Aşağıdaki sinyalin;
a) periyodunu
b) frekansını
c) görev periyodunu;
bulunuz.
Çözüm:
a) Periyodiktir. T=10
ms.
b)
c)
tw = 1ms
T = 10ms
SAAT SİNYALİ (Clock Signal)
·
Periyodik bir kare dalga
şekilidir.
·
Periyodu bir bit
zamanıdır.
Dijital dalga şekilleridir. Devre içerisinde
elemanlar arasındaki ilişkileri gösterir. Her elemanın çıkışının diğer eleman
çıkışı ile nasıl değiştiğini gösterir. Devre analizi yapmak için
kullanılır.
Dijital elektronik devrelerin çalıştırılabilmesi
için dataların herhangi bir devreden veya elemandan başka bir devre veya elemana
aktarılması gerekir. Buna DATA İLETİŞİMİ denir.
Data:
Bir bilgi taşıyan
bit (binari sayı) gurubudur.
Data iletişimi
ikiye ayrılır.
1. Seri
olarak: Her defasında
aynı iletişim hattı üzerinden bir bit iletir.
2. Paralel
olarak: Bir defada tüm
data grubu her bit’e aynı hat üzerinden gönderilir.
Örnek:
8 biti seri
olarak transfer etmek için gerekli zamanı bulunuz.
8 biti paralel
olarak transfer etmek için gerekli zamanı bulunuz.
Çözüm:
f = 100
kHz
8 bit 8 x 0.01ms
= 0.08ms
8 bit aynı anda
(1bit-zamanı)
0.01ms =
10ms (paralel transfer)
Kod
(code):
Belirli bir
düzende organize edilmiş data grubudur.
Enkoding
(encoding):
Datayı kodlanmış
hale dönüştürmedir.
Dekoding
(decoding):
Enkode yapılmış
bilgiyi organize haline dönüştürür.
Entegre Devre
Paketleri (IC packages):
DIP Paket
SO Ic Paket
IC Pin (bacak)
Numaralandırılması:
Her IC’nin
numaraları standarttır.
Her IC (entegre)
Vcc etkileme voltajı ve GND topraklama ucu
vardır.
Her IC,
çalıştırılmaya başlamadan önce Vcc ve GND bağlantıları yapılmalıdır.
Vcc ve GND bağlandıktan sonra, IC çalışmaya hazır
demektir.
Kuracağınız
devredeki her IC ayrı Vcc ve GND bağlantısı
yapılmalıdır.
IC
Sınıflandırılması:
SSI (Small
Scale Integration):
Küçük ölçekli
entegre. Tek IC içerisinde, max. 12 aynı tip kapı.
MSI (Medium
Scale Integrution):
Orta ölçekli
entegre. Max. 12-99 kapı.
LSI (Large
Scale Integration):
Büyük ölçekli
entegre. 100-9999 kapı.
VLSI (Very
Large Scale Integration):
10000-999999 kapı.
ULSI (Ultra
Large Scale Integration):
Çok büyük ölçekli
entegre. ( > 1000000)
Örnekler:
Verilen sinyalin,
yükselme zamanını, alçalma zamanını, sinyal genişliğini ve yüksekliğini
bulunuz.
Çözüm:
Yükselme zamanı @ 0.6 ms
Alçalma zamanı @ 0.6 ms
Sinyal genişliği @ 2.5 ms
Yükseklik @ 10 v
Verilen sinyalin,
Periyodunu,
Frekansını,
Bu sinyal
periyodikmidir?
Çözüm:
Periyot, T = 4
ms
Frekans,
Görev periyodu,
Bu sinyal periyodiktir.
ÇÖZÜMLÜ ÖRNEKLER:
1. Devamlılık arzeden değerleri olan bir bilgi ne tür bir bilgidir?
Analog.
2. Bit ne demektir?
Ikili sayı sistemindeki her dijit
bittir.
0101 5
3. Yükselme zamanını tarif ediniz.(gerekirse şekil çiziniz.)
Bir pulse’ın yükselme ucundaki max. değerinin %10 ile %90
arasındaki geçen zamanıdır.
4. 10 ms periyodu olan bir dalga şeklinin frekansı kaçtır?
T = 10ms,
5. Periyodu sinyal genişliğinin iki katı ise görev periyodu % kaçtır?
T = 2 tw ise,
6. Zamanlama diyagramlarının maçları nelerdir?
Devrenin çalışmasını takip etmeye
yarar.
Devre analizinde hatalı elemanları tespit etmeye
yarar.
7. Saat sinyali nedir?
Periyodik bir kare dalgadır. Devrenin çalışması için
tetiklemeye yarar.
8. 10 kHz’lik bir dalga şekli bir sayıcıya verilirse, 100ms içerisinde, sayıcı kaç defa sayma yapar?
1sn 10 k = 10000 defa
tekrarlar.
1sn
10.(100ms)
100ms
1000 defa sayacaktır.
9. Parelel data transferinin seri transfere oranla avantajları nedir?
Paralel datada daha kısa sürede transfer daha hızlı
transfer eder.
10. Enkoding (kodlama) nedir?
Bir binari sayı dizisinin belirli şifreler ile
gruplandırılmasıdır.
11. Dekoding nedir?
Kodlanmış bilginin tekrar eski şekline
döndürülmesidir.
SAYI
SİSTEMLERİ
Binari (ikili)
Sayı Sistemleri:
İki tabanına göre
olan sayı sistemidir.
İki rakamı
(dijit, bit) vardır. “0” ve “1”
Bütün rakamlar
sadece “0” ve “1” dijitlerini kullanrak ifade edilirler.
Decimal
Binari
0
0000
1
0001
3
0011
4
0100
5
0101
6
0110
7
0111
8
1000
9
1001
Binari bir sayıda
her dijitin bir ağırlığı vardır.
(
A2 B2 C2 D2
)2
8 4 2 1
Binari-Desimal
Dönüşümü:
12 02 12 02 ---- 1010 1’leri
toplarız.
8 4 2 1
Desimal-Binari
Dönüşümü:
(16)10
= (?)2
100002
= 1610
Örnek:
7710 =
(?)2 ----- =
10011012
Hexadesimal
Sayı Sistemleri:
16 tabanındaki
sayı sistemleridir.
Desimal
Binari
Hexadesimal
0
0000
0000
1
0001
0001
3
0011
0011
4
0100
0100
5
0101
0101
6
0110
0110
7
0111
0111
8
1000
1000
9
1001
1001
10
1010
A
11
1011
B
12
1100
C
13
1101
D
14
1110
E
15
1111
F
Bin2 – Hex16
Dönüşümü:
Örnek:
00100111 =
(?)16
=
2716
=
3910
Örnek:
00011110100111102 =
(?)16
= 1E9E16
Hex - Bin
Dönüşümü:
Örnek: 1 0 A 416 =
(?)2
0100
1010
=
0001000010100100
0000
0001
Örnek: C 2 616 =
(?)2
0110
1100
Hex – Dec
Dönüşümü:
Örnek: 1 C16 = (?)10
1C16 = ( )2 = (
)10
1100
0001
1C16 = 000111002 =
2810
20
= 1
21
= 2
22
= 4
23
= 8
24
= 16
Dec – Hex
Dönüşümü:
16 ile sürekli
bölünecektir.
Örnek:
65010
= (?)16
65010
= 28A16
Binari Toplama:
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 0 = 1
1 + 1 = 10 = 0 elde 1
Binari Çarpma:
0 . 0
= 0
0 . 1 = 0
1 . 0 = 0
1 . 1 = 1
EVİRİCİ (Inverter):
Sembol:
Doğruluk Tablosu (Truth
Table):
|
A |
B |
|
0 1 |
1 0 |
Örnek:
Verilen girişe göre çıkış sinyalini
çiziniz.
VE (AND) KAPISI:
Sembol:
İki veya daha fazla girişli
olabilir.
Doğruluk Tablosu (Truth
Table):
2 igriş = 22 = 4 girişlerin değişik
kombinezyonu vardır.
n = giriş sayısı , girişlerin değişik kombinezyonu
= 2n olur.
Giriş
Çıkış
|
A |
B |
Y |
|
0 0 1 1 |
0 1 0 1 |
0 0 0 1 |
Fonksiyon:
Örnek:
Üç girişli:
23 = 8 değişik kombinezonu
vardır.
Doğruluk Tablosu
A |
B |
C |
Y |
|
0 0 0 0 1 1 1 1 |
0 0 1 1 0 0 1 1 |
0 1 0 1 0 1 0 1 |
0 0 0 0 0 0 0 1 |
Fonksiyonu:
Dört
girişli, 24 = 16 değişik
kombinezon.
Doğruluk
tablosu:
A |
B |
C |
D |
Y |
|
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 |
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 |
0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 |
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 |
Örnek:
Çözüm:
VE – DEĞİL
KAPISI (Not – AND, NAND GATE):
Sembol:
Fonksiyon:
Örnek:
Üç
girişli:
Fonksiyon:
Doğruluk
Tablosu:
A |
B |
C |
Y |
Y |
|
0 0 0 0 1 1 1 1 |
0 0 1 1 0 0 1 1 |
0 1 0 1 0 1 0 1 |
0 0 0 0 0 0 0 1 |
1 1 1 1 1 1 1 0 |
Örnek:
Dört
girişli
Fonksiyon:
Örnek:
VEYA KAPISI (
OR GATE):
Sembol:
İkiden fazla
girişi olabilir.
Doğruluk
Tablosu:
İki girişli
olduğunda 22 = 4 olur.
Giriş
Çıkış
|
A |
B |
Y |
|
0 0 1 1 |
0 1 0 1 |
0 1 1 1 |
Üç girişli
olduğunda 23 = 8 olur.
Doğruluk
Tablosu:
A |
B |
C |
Y |
|
0 0 0 0 1 1 1 1 |
0 0 1 1 0 0 1 1 |
0 1 0 1 0 1 0 1 |
0 1 1 1 1 1 1 1 |
VEYA - DEĞİL
KAPISI (NOT – OR NOR GATE):
Sembol:
Doğruluk
Tablosu:
Y = A + B
için,
Giriş
Çıkış
|
A |
B |
Y |
|
0 0 1 1 |
0 1 0 1 |
1 0 0 0 |
Örnek:
İki adet su deposunun dolu olup olmadığını
gösterecek ve ayrıca hangisinin boş olduğunu gösterecek bir lojik devre tasarımı
yapınız. Her depo için bir algılayıcı kullanınız. Depo dolu iken algılayıcı 5v
(1) sinyali üretecek, depo boş iken 0v (0) üretecek .
Çözüm:
Örnek:
Bir uçak pilotuna inişi geçtiği anda eğer herhangi bir tekerlek açılmadığı zaman ve hangi tekerleğin açılmadığını gösterecek bir sayısal devre tasarlayınız.
Her tekerlek için ayrı bir anahtar kullanın.
Tekerleklerde kullanılan anahtar, tekerlek kapalı olduğunda 1 (5v) verir, açıldığı zaman 0 (0v) verir.
Çözüm:
sw1 sw2 sw3
sw1: anahtar 1
sw2: anahtar 2
sw3: anahtar3
L; Herhangi bir veya en az bir tekerlek açılmadığı zaman gösterir.
L1; 3. tekerlek açılmadığı zaman gösterecek.
L2; 2. tekerlek açılmadığı zaman gösterecek.
L3; 1. terkerlek açılmadığı zaman gösterecek.
ŞARTLI
VEYA KAPISI (EXCLUSIVE – OR
GATE):
Iki girişli bir elemandır. Genellikle
karşılaştırma yapmak için kullanılır.
Sembol:
Fonksiyon:
Doğruluk
Tablosu:
|
A |
B |
Y |
|
0 0 1 1 |
0 1 0 1 |
0 1 1 0 |
Iki girişte aynı ise, çıkış “0” olur.
Örnek:
4 – bitlik iki binari sayısı
karşılaştırıp, aynı olup olmadıklarını gösterecek bir sayısal devre tasarlayınız.
Çözüm:
L0, L1, L2 ve L3 ‘ten en az bir tanesi ON olursa iki sayı birbirine eşit değil demektir.
Herhangi bir LED ON olmaz ise sayılar eşit demektir.
Lambaları yakmak için, çıkış 0 olur. Bunu göstermek için;
Çıkış 1 olursa göstermesi içi;
ŞARTLI VEYA – DEĞİL KAPISI
(EXCLUSIVE NOR GATE):
Sembol:
Doğruluk Tablosu:
|
A |
B |
Y |
|
0 0 1 1 |
0 1 0 1 |
1 0 0 1 |
(BOOLEAN ALGEBRA
SIMPLIFICATION)
Bollean Cebir Kuralları:
1-
Momutatif Kural (Commutative
Law):
a)
A + B = B + A
b) AB = BA
NOT: Kapı girişlerindeki sıra ne olursa olsun işlem
aynıdır.
2-
Birleşme Kuralı (Associative
Law):
a)
A + (B + C) = (A + B) + C
b)
A(BC) = (AB)C
3-
Dağılım Kuralı (Distribute
Law):
A(B + C) =
AB + AC
Temel
Cebir Kuralları:
1- A + 0 = A
Sıfır ile OR yapmak 0 değişken kendisini verir.
2-
A + 1 = 1
Ş A = 0 ® 0
+ 1 = 1
A = 1
® 1
+ 1 = 1
Bir sayıyı 1 ile OR yapmak her zaman 1’I verir.
3-
A . 0 = 0
Sıfır ve AND yapmak her zaman sıfır verir.
4-
A . 1 = A
eğer A = 0 ® 0
. 1 = 0
A = 1 ® 1 . 1 = 1
5-
A + A = A eğer A = 0
® 0
+ 0 = 0
A = 1 ® 1 + 1 = 1
Kendisi ile
OR yapmak yine kendisini verir.
6-
A +
A = 1
A = 0 Ş A
= 1 ® 0
+ 1 = 1
A = 1
Ş A
= 0 ® 1
+ 0 = 1
Değerli ile OR yapmak her zaman 1 verir.
7-
A . A = A
A = 1 ® 1
. 1 =1
A = 0
® 0
. 0 = 0
8-
A . A = 0
A = 0 Ş A
= 1 ® 0
. 1 = 0
A = 1
Ş A
= 0 ® 1
. 0 = 0
Değili ile AND yapmak her zaman “0” verir.
9-
A = A
İki defa değil yapmak kendisini verir.
10-
A + A . B = A
Isbat:
A parantezine alınırsa,
A (1 + B) = A . 1 = A
11-
A + A . B = A + B
İsbat:
A yerine A + AB koyunuz.
(A + AB) + AB
A yerine A . A ve fazladan bir AA terimi yazınız.
AA = 0 olduğundan ve 0 + A fonksiyonu değiştirmediğinden AA’I ilave etmek fonksiyonu değiştirmez.
AA + AA + AB + AB
= (A + A) (A + B)
= 1 . (A + B) =A + B
12-
(A +
B) . (A + C) = A + BC
De Morgan
Kuralları:
1-
AB = A + B
2-
A + B = A . B
Örnek:
Y = A B C D De Morgan kurallarını uygulayınız.
v
A + BC + D(E + F)
v
(A + B) + C
1)
Y = A B C D Ş Y
= A B C D = ABCD
2)
(A + BC) + (D(E + F))
K
L
Ş K . L = (A + BC) (D(E + F))
= (A + BC) (D(E + F))
= (A + BC) (D + E + F)
= AD + AE + AF +BCD + BCF + BCF
3)
(A + B) + C = (A + B) C
= A . B .C
Boolean
Cebir Kurallarına Göre Mantık Devrelerinin Analizi:
Doğruluk
Tablosu:
A |
B |
C |
D |
A(B +
CD) |
|
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 |
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 |
0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 |
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 |
Boolean
Cebir’i Kullanarak
Basitleme:
Örnek1:
AB + A(B
+ C) + B(B + C)
= AB + AB + AC + BB + BC
= AB + AC + B + BC
= AB + AC + B + BC
= AB + AC + B Ş AC + B
Örnek2:
ABC + ABC + ABC + ABC + ABC
= BC(A + A) + ABC + ABC + ABC
= BC + AB (C + C) + ABC
= BC + AB + ABC
= BC + B(A + AC)
= BC + B(A + C)
= BC + BA + BC
İlk devre, sadeleştirilmiş devreye göre;
· Daha az karmaşıktır.
· Daha az malzeme kullanılır.
· Daha kolay kurulur.
· Daha ucuzdur.
· Daha hızlıdır.
Örnek3:
AB + A(B + C) + B(B + C)
AND NOR
NOR
AND AND
OR
AB + A(B +
C) + B(B + C)
= AB + ABC + BBC 1 INVERTER
= AB (1 + C) 1 2 girişli AND
= AB 2 gate
Fonksiyonlar, toplamların çarpımı (product of sums (POS)) veya çarpımların toplamı (sum of products(SOP)) şeklinde bulunabilir.
Y = (A + B
+ C) (A + B) (A + C) Ş
POS
Y = ABC +
AB + AC Ş
SOP
Herhangi bir fonksiyonun, standart formunda tüm değişkenler, her terimde kendisi veya değili olarak bulunmalıdır.
Örnek:
Y = AB + ABC
A, B, C ® fonksiyon değişkenleri
1) Terimlerdeki eksik değişkenler ile (kendisi + değili) ilgili terimler çarpılmalıdır.
2) Daha sonra parantezlerde ortadan kaldırılmalıdır.
Terim1:
AB ® “C” eksik
AB (C + C) = (AB . 1 = AB)
Terim2:
ABC ® üç değişkende mevcuttur
Ys = AB(C + C) + ABC
Ys = ABC + ABC + ABC = Y
Örnek:
Y = (A + B + C) (B + C + D) (A + B + C + D) ; standart POS şeklinde ifade ediniz.
Çözüm:
A, B, C, D ® değişkenler
T1 ®
(A + B + C) ®
“D” eksik
T2 ® (B + C + D) ® “A” eksik
T1 = A + B + C ® (A + B + C + D) . (A + B + C + D)
T2 = B + C + D ® (B + C + D + A) . (B + C + D + A)
T3 = A + B + C + D ® standarttır.
Ys = (A + B +C + D) . (A + B + C + D) . (A + B + C +D)
= (A + B + C + D) . (A + B + C + D)
Örnek:
Y = AB + C , SOP formundaki Y’yi satndart forumda yazınız.
Çözüm:
T1 = AB ® C eksiktir.
AB (C + C)
T2 = C ® AB eksiktir.
C (A + A) (B + B)
Ys = AB (C + C) + C (A + A) (B + B)
Ys = ABC + ABC + ABC + ABC + ABC + ABC
POS – SOP
Dönüşümü:
(A + B) (A + B + C) ® POS
v Parantezler direk olarak çarpılır.
POS ® SOP Ş paranteleri direk olarak çarpıp açınız.
(A + B) (A + B + C) = AA + AB + AC + AB + BB + BC
= AB + AC + AB + BC
SOP – POS Dönüşümü:
Örnek:
Y = ABC + ABC + ABC + ABC + ABC
A, B, C ® n = 3 = 23 = 8 kombinezonu vardır. (değiline 0, kendisine 1 yaz)
|
A |
B |
C |
|
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
® ABC ® (A + B + C)
® ABC ® (A + B + C)
®
ABC ® (A
+ B + C)
Y = (A + B + C) . (A + B + C) . (A + B + C)
KARNAUGH HARİTALARI KULLANARAK SADELEŞTİRME
KARNAUGH
Haritaları:
v
2 Değişkenli Fonksiyonların
Haritaları:
n = 2 Ş 22 = 4 değişik kombinezon Ş haritada 4 değişik yer vardır.
|
00 AB |
01 AB |
|
10 AB |
11 AB |
Örnek:
Y = AB + AB fonksiyonunu K-MAP (Karnaugh Mapping) haritalarına yerleştiriniz.
Çözüm:
Değişkenler ® A, B Ş 2 değişken Ş 4 değişik durumu vardır.
|
1 |
|
|
|
1 |
Örnek:
Y = AB + BA, K-MAP üzerinde gösteriniz.
Çözüm:
Y standart forumdadır.
|
|
1 |
|
1 |
|
Örnek:
Y = B + BA , Y’yi satndart hale getiriniz.
Çözüm:
Ys = B (A + A) + AB
= BA + BA + AB Û AB + AB +AB
|
1 |
1 |
|
|
1 |
2 değişkenli bir fonksiyon haritalandırılırken;
· 2 değişkenli terimler Ş haritada bir bölgede olur.
· 1 değişkenli terimler Ş haritede iki bölgede olur.
· Verilen fonksiyon olarak haritalandırılabileceği gibi önce standart hale getirerek de haritalandırılabilir.
v
3 Değişkenli Fonksiyonların
Haritaları:
3 değişken ® 23 = 8 değişik kombinezon Ş haritada 8 değişik bölge vardır.
|
000 ABC |
001 ABC |
011 ABC |
010 ABC |
|
100 ABC |
101 ABC |
111 ABC |
110 ABC |
Örnek:
Y = ABC + ABC + ABC , 3 değişkenli ® A, B, C standarttır.
Çözüm:
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
Örnek:
Y = A + ABC , K-MAP üzerinde gösteriniz.
Çözüm:
1.yol: Ys = A(B + B) . (C + C) + ABC
= ABC + ABC + ABC + ABC + ABC
|
1 |
|
|
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
2.yol: Y = A + ABC
|
1 |
|
|
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
Örnek: Y = B , K-MAP üzerinde gösteriniz.
Çözüm:
Değili olduğunda “0” olan yerlerdir.
|
1 |
1 |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
v 4 Değişkenli Fonksiyonların Haritaları:
n = 4 Ş
24 = 16 değişik kombinezon Ş 16
değişik bölge vardır.
|
0000 |
0001 |
0011 |
0010 |
|
0100 |
0101 |
0111 |
0110 |
|
1100 |
1101 |
1111 |
1110 |
|
1000 |
1001 |
1011 |
1010 |
Y =
S
(1, 3, 5, 7) = ?
= ABCD + ABCD + ABCD +ABCD yazılır.
Örnek:
Y = ABCD + ABCD + ABCD , Y standarttır.
Çözüm:
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
NOT: 3 değişkenli bir fonksiyonu;
v 3 değişkenli terimler ® 1 bölge
v 2 değişkenli terimler ® 2 bölge
v 1 değişkenli terimler ® 4 bölge
Örnek:
Y = ABCD + ABCD + ABCD
, standarttır.
Çözüm:
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
Örnek:
Y = ABC + ABCD
Standart degil Standart
Çözüm:
Ys (A, B, C, D) = ABC (D + D) + ABCD
= ABCD + ABCD + ABCD
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
1.yol: Önce Y standart hale getirilir sonra tek tek terimler haritaya işlenir.
2.yol: Direk olarak haritaya işlenir.
Y = ABC + ABCD
A = 1
B = 1 “D” dikkate alınmaz.
C = 0
1100 yerlerine istenen şartlar sağlanır. Bu iki yerin ikisine birden “1” yerleştirilir.
1101
Örnek:
Y (A, B, C, D) = AB + (ABCD)
Çözüm:
1.yol: Ys (A, B, C, D) = AB + (C + C) . (D + D) + ABCD
= AB (CD + CD + CD + CD) + ABCD
= ABCD + ABCD + ABCD + ABCD
2.yol: Y (A, B, C, D) = AB + (ABCD)
A = 1 olan yerler, C & D dikkate alınmaz.
B = 0
Sonuç: 4 değişkenli fonksiyonda üç değişken terimler, haritada iki yer tutar.
1000 yerlerinde
1001 A = 1 şartı sağlanır. 4 yere birden yazılır.
1011 B = 0
1010
Örnek:
Çözüm:
A = 0 yerlerine 1 yazınız.
(1) Ys (A, B, C, D) = A (B + B) (C + C) (D + D) + ABCD
= A (BCD + BCD + BCD + BCD) ABCD
= ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD
(2) Y (A, B, C, D) = A + ABCD
A = 0 olan tüm yerler. B, C, D dikkate alnmaz.
NOT: 4 değişkenli bir fonksiyonda 1 değişkenli terimler haritada 8 yer alır.
Örnek:
Y (A, B, C, D) = B + ABC + AC + ABCD , K-MAP üzerinde gösteriniz.
Çözüm:
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1. Terim: B ® B = 0 olan tüm yerler.
0000
0001
0011 yerlerine B = 0
0010 tümüne “1” yazılır.
1000 (8 yer)
1001
1011
1010
2. Terim: ABC A = 1, B = 1, C = 1 yerleri
1111 yerlerinde tümüne “1” yazılır.
1110
3.
Terim: AC A = 0, C = 0 yerleri
0000 yerlerinde
0001 A = 0 şartı sağlanır. Tümüne “1” yazılır.
0100 C = 0
0101
4 yer, ancak ikisi daha önce kullanıldığı için geri kalan ikisine “1” yazılır.
4.
Terim: ABCD
¯¯¯¯
1 1 1 0
Standarttır.
1 yer; daha önce 1110 yeri kullanıldığı için yine aynı yere “1” koymaya gerek yoktur.
K – MAP SADELEŞTİRME
K – MAP kullanarak sadeleştirmede dikkat edilecek kurallar.
2n = 2, 4, 8, 16,…
2
Değişkenli K – MAP Sadeleştirme:
Örnek:
Y (A, B) = AB + AB + AB , Y fonksiyonunu K – MAP kullanarak sadeleştiriniz.
Çözüm:
|
AB 1 |
AB |
|
AB 1 |
AB 1 |
“AB” diye yazılır ve gruplara bakarız, harfleri aynı olan değişkenleri alırız ve ismi onun adı olur.
® grup1 = A
Örnek:
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
1 |
|
3 Değişkenli K – MAP Sadeleştirme:
Örnek:
Y (A, B, C) = ABC + ABC + ABC + ABC , Y’yi K – MAP kullanarak sadeleştiriniz.
Çözüm:
|
ABC 1 |
|
ABC 1 |
|
|
ABC 1 |
|
|
ABC 1 |
3D→3D haritada
Örnek:
Y (A, B, C) = AB + C , Y’yi K – MAP kullanarak sadeleştiriniz.
Çözüm:
|
|
1 |
1 |
|
|
|
1 |
1 |
1 |
Verilen Y sadeleştirilmiş durumdadır.
Ys (A, B, C) = C + AB
Örnek:
Y (A, B, C) = ABC + ABC + ABC + ABC
Çözüm:
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
Ys = C
4 Değişkenli K – MAP Sadeleştirme:
Örnek:
Y(A,B,C,D) = Σ(1,3,5,8,9,11,15) , Y’yi K – MAP kullanarak
sadeleştiriniz.
Çözüm:
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
1 |
1 |
|
Y(ABCD) = Σ(1,3,5,8,9,11,15)=ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD +ABCD
Ys(A,B,C,D) = AB + CD + AC
Örnek:
Y (A, B, C, D) = ABCD + ABD + BC + D , Y’yi sadeleştiriniz.
Çözüm:
|
1 |
1 |
1 |
|
|
|
1 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
1 |
|
Ys (A,B,C,D) = D + BC + AB + ABC
Fonksiyondan –
Devreye:
İçten – Dışa
Doğru:
Örnek:
Y = ABC (AB + CD) , Y’nin devresini çiziniz.
AND AND AND
NOR
AND
Çözüm:
Örnek:
Y = AB (C + D) + ADB , Y foksiyonunu çiziniz.
Çözüm:
Örnek:
Üç girişli bir sistemde çıkış sinyali sadece birinci ve üçüncü girişleri “1” olduğu durumda “1” olur. Bu devrenin fonksiyonunu yazınız, K – MAP kullanarak sadeleştiriniz ve devresini çiziniz.
Çözüm:
A |
B |
C |
Y |
|
0 0 0 0 1 1 1 1 |
0 0 1 1 0 0 1 1 |
0 1 0 1 0 1 0 1 |
1 1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
Y = ABC + ABC
= AC (B + B) = AC
Doğruluk Tablosundan (Truth Table) – Devreye:
Doğruluk tablosunda fonksiyonu yazmak için çıkış “1” yapan kombinezonların OR yapılması gerekir.
Örnek:
4 girişli bir sistemde, girişlerden herhangi üçünün “1” olduğu durumlarda çıkış “1” olur. Bu sistemin fonksiyonunu yazınız ve devresini kurunuz.
Çözüm:
A |
B |
C |
D |
Y |
|
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 |
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 |
0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 |
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 |
1 1 1 1 |
Devreden – Fonksiyona – Min. Devre:
Örnek:
Verilen devreyi sadeleştiriniz.
Çözüm:
Y = ABCC + ABC + D
Ys = ABCC + ABC + D
= (A + B + C)C + (A + B + C) + D
= (A + B + C) (C + 1) + D
= A + B + C + D
Örnek:
1) Y’yi bulunuz.
2) Y’yi sadeleştiriniz.
3) Sadeleşmiş şekli ile devreyi tekrar kurunuz.
Çözüm:
1) Y = ABC + ABCD + ABCD + ABCD
2) Ys = ABC + ABC + ABD
and and and
OR
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
3)
NOR KAPI UYGULAMA VE KULLANIMI
Örnek:
Y = ABC + DE , Y’yi sadece NAND kullanarak gerçekleştiriniz.
Çözüm:
VEYA
Örnek:
Y = ABC + D +E , sadece NAND kullanınız.
Çözüm:
Y = ABC . D . E
= ABC + D + E
= ABC + D + E
TOPLAYICILAR
(ADDERS)
A, B ®
Girişler
S
®
Toplam (sum)
Cout ®
Elde çıkış (carry out)
v
İki girişli, iki çıkışlı
v
Birer bit toplayıcı
110 ® yarım toplayıcı kullanılır.
+111
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 0 = 1
1 + 1 = 0
Cout = 1
Doğruluk Tablosu:
|
A |
B |
S |
Cout |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
Ex-OR VE
S = A Å B
Cout = AB
v Üç girişli A, B, Cin
v Cin, bir önceki grup elde çıkışı
v İki çıkışlı S, Cout
v 1 bitten fazla sayılarda 2. ve daha sonraki grupların toplanmasında kullanılır.
110
+ 111 ® Full-adder kullanılırsa Cin = 0 bağlanmalıdır.
S = (A Å B) Å Cin
Cin = AB + (A Å B) . Cin
Doğruluk
Tablosu:
|
A |
B |
Cin |
S |
Cout |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
S ve
Cout Çıkışlarını Sadeleştirme:
Doğruluk tablosundan S, Cout fonksiyonlarını yazarak, haritaya çıkarıp sadeleştirelim.
|
A |
B |
Cin |
S |
Cout |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Ö
Ö
Ö
Ö
S = ABCin + ABCin + ABCin + ABCin
|
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
S = minimum şekildedir. Sadeleştirme yapılmaz.
Cout = ABCin + ABCin + ABCin + ABCin
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
1 |
1 |
CoutS = Acin + AB + Bcin
Sadeleştirme Devresi:
Örnek:
11
+11
toplamayı yapacak bir devre kurunuz.
?
Çözüm:
A1 A0
+B1 B0
C1 S1 S0
Entegre kullanarak:
Örnek:
A3 A2
A1 A0
+B3 B2 B1 B0 , toplayarak bir devre tasarlayınız.
Çözüm:
Sonuç: C3 S3 S2 S1 S0
KARŞILAŞTIRICILAR (COMPARATORS)
Temel elemanları Ex – OR kapılarıdır.
Eğer A1A0 = B1B0 Ş A0 = B0
A1 = B1
Çıkıştaki 1 saniyeli A1A0 = B1B0 göstergesidir.
Çıkıştaki 0 saniyeli A1A0 ¹ B1B0 göstergesidir.
IC
Karşılaştırıcıları (IC Comparators)
7485
IC (4 Bitlik
Karşılaştırıcı)
Örnek:
7485 entegresi kullanarak 8-bitlik karşılaştırıcı devresi kurunuz.
Çözüm:
7485 ® 4-btlik
2 adet kullanılacak
A7A6A5A4A3A2A1A0
B7B6B5B4B3B2B1B0
Decoder:
Kodlanmış bilgiyi orjinal şekline dönüştürür.
74154 IC (4 line / 16 line dekoder):
Örnek:
7442 IC Binary – Decimal Decoder
Çözüm:
Binari – 7 Segment Display Decoder:
7447 IC (BCD/7-Segment Decoder)
(BCD Ş
Binary Coded Decimal – Binari Kodlanmış Desimal):
Encoder(Kodlayıcı):
FLİP-FLOP
(f/f):
v Sayıcıların, shifft registerlerini, hafızaların temel elemanıdır.
v 1 bitlik hafıza elemanıdır.
v 4 tip flip flop vardır.
(i) R – S f/f
(ii) Clocked R – S f/f
(iii) D f/f
(iv) J – K f/f
(i) R – S Flip Flop (Reset – Set
f/f)
Blok
Diagram:
v 2 i/p ® R, S
v 2 o/p ® Q, Q
v
Çıkışlar birbirinin
tersidir.
v
S ®
Set girişidir.
v
S & R aktif low.
Doğruluk
Tablosu:
Çalışma Modu |
S |
R |
Q |
Q |
Q üzerindeki etkisi |
|
Yasaklanmış |
0 |
0 |
1 |
1 |
Kullanmayız |
|
Set Girişli |
0 |
1 |
1 |
0 |
Q’yu “1” yapar |
|
Reset Girişli |
1 |
0 |
0 |
1 |
Q’yu siler (sıfır yapar) |
|
Hold(tutma) |
1 |
1 |
Q |
Q |
Bir önceki Q ve Q hafızada tutulur |
RS F/F (NAND
Kapısı Kullanarak)
(ii)
Clock (Saatli) RS Flip Flop
Blok
Dagram:
v 3 i/p ® R, S, CLK
v 2 o/p ® Q, Q
v R, S, CLK girişleri aktif high.
CLK girişi, aktif “HIGH” ise yükselen uçlarda çalışır.
CLK girişi, aktif “LOW” ise düşen uçlarda çalışır.
Doğruluk
Tablosu:
Çalışma Modu |
CLK |
S |
R |
Q |
Q |
Q üzerindeki etkisi |
|
Hold durumda |
|
0 |
0 |
Q |
Q |
Bir önceki Q ve Q çıkışını tutar |
|
Reset |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
Reset Q’yu siler. Q = 0 olur |
|
Set |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
Set Q’yu “1” yapar. Q = 1 |
|
Yasaklanmış |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
Kullanmayız |
Clocked RS
F/F (NAND Kapısı Kullanarak)
(iii)
D
Flip Flop
Blok
Diyagram:
v giriş = çıkış, sadece zaman gecikmeli
v Shift registerleriin temel elemanıdır
Doğruluk
Tablosu:
|
Dn |
Qn+1 |
|
0 |
0 |
|
1 |
1 |
(iv)
J –
K Flip Flop
Blok
Diyagram:
Doğruluk Tablosu:
Çalışma Modu |
CLK |
J |
K |
Q |
Q |
Q üzerindeki etkisi |
|
Hold durumda |
|
0 |
0 |
Hold |
Hold |
Bir önceki Q ve Q çıkışını tutar |
|
Set |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
Q’yu “1” yaparız |
|
Reset |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
Q’yu “0” yaparız |
|
Toggle |
|
1 |
1 |
Toggle |
Toggle |
Çıkış her saat periyodunda değişir |
1)
Paralel Data Depolama:
2)
Frekans Bölme:
CLK sinyalinin frekansı fc ise;
Q sinyalinin frekansı fc / 2’dir.
TQ = 2 TC Ş fQ = fC / 2
Örnek:
Q1 ve Q2’yi çiziniz. fc= 12kHz ise, f1 ve f2 kaçtır?
Çözüm:
Örnek:
Q1, Q2, Q3 çiziniz. (Başlangıçta tüm f/f sıfırlanmış kabul edelim.)
Çözüm:
Örnek:
Çözüm:
Örnek:
Çözüm:
Örnek:
X ve Y çıkışlarını çiziniz.
Çözüm:
J = K = 1 Ş toggle (değişken) , başlangıçta Q = 0
X = Q . CLK Y = Q . CLK
Örnek:
Q1 ve Q2 çıkışlarını çiziniz.
Çözüm:
Örnek:
Q2 çıkışını çiziniz.
Çözüm:
SAYICILAR (COUNTERS)
Saat sinyali ayni anda tüm f/f’lara bağlıdır
Saat sinyali sadece birinci f/f’a bağlı diğerleri bir öncekinden saat sinyali alır.
2 –
Bit Senkron Sayıcı:
her bit için Ş 1 f/f
2 bit Ş 00
01 0-3 sayar
10
11
Sayıcılarda J-K f/f kullanılacaksa f/f’lar Toggle durumunda olacaktır.
Senkron ® saatler ayni anda bağlanacak.
Eğer CLK girişleri aktif LOW ise,
2 – Bit Asekron Sayıcı:
3 – Bit Senkron Binari Sayıcı:
3 – Bit Asenkron Binari Sayıcı:
Örnek:
Asenkron sayıcının çıkışlarını bulunuz.
Çözüm:
Bu sayıcının adı “2 – bit asekron down counter” dir.
Örnek:
Asenkron sayıcının çıkışlarını bulunuz.
Çözüm:
Bu sayıcının adı “2 – bit asekron up counter” dir.
Örnek:
Çıkış sinyallerini çiziniz.
Çözüm:
2 – bit asenkron up counter.
Örnek:
Çıkış sinyallerini çiziniz.
Çözüm:
3 – bitlik down counter.
Örnek:
Çözüm:
3 – bit asenkron binari up counter.
Örnek:
Çıkış sinyalini çiziniz.
Çözüm:
3 – bit asenkron binari up counter.
4 – Bitlik Asenkron:
Senkron Counters:
3 – Bit Senkron Sayıcılar:
3 – bit senkron aşağı sayıcı.
4 – Bit Senkron Sayıcı:
Örnek:
Asenkron, 4 – bitlik bir sayıcının dekod (10 defa değişen) sayıcı olarak çalışması için devrede gerekli düzenlemeyi yapınız.
Çözüm:
Örnek:
Çözüm:
Örnek:
Q0, Q1, Q2, X ve Y’yi çiziniz. Devrenin fonksiyonu hakkında yorum yapınız.
Çözüm:
Du devresayıcı dekodlaması (counter decoding) yapmaktadır.
Her; (7,X) ® 2 ve (2,Y) ® 7 geldiğinde, birer pals üretir.
v Temel kullanılan D tipi f/f.
v Verilen datayı bir noktadan baska bir noktaya hareket ettirilir.
i) Seri giriş – Seri çıkış (serial in – serial out)
ii) Paralel giriş – Seri çıkış (parallel in – serial out)
iii) Seri giriş – Paralel çıkış (serial in – parallel out)
iv) Paralel giriş – Paralel çıkış (parllel in – parallel out)
i)
Seri giriş – Seri çıkış:
D tipi f/f’un sifht özelliği bu uygulamada kullanılır.
v Her bitlik bir kaydırıcı için bir f/f kullanılır.
Yukarda aynı devre için;
Örnek:
ii)
Seri giriş – Paralel cıkış:
iii) Paralel giriş – Seri çıkış:
iv) Paralel giriş – Paralel çıkış:
Bilgiler tek veya tümü birden aynı anda alınabilir.
DENEY
1 |
Dijital
Elektroniğe Giriş |
Amaç: Entegrelerin bağlantı şekillerini ve iç yapısındaki bağlantı şekillerini öğrenme.
Genel
Bilgi: Kullanılacak
entegreler genelde ondört bacaklı olup, bunların üzerindeki yazılar düz olmak
şartı ile sol altta çukur ile belirtilen nokta birinci bacak olarak kabul
edilir. Bacak numaraları sağa doğru devam edip sağda yukarıda olan bacak
sekizinci bacak olarak kabul edilir ve sola doğru devam eder. Ondördüncü bacağı
DC +5 volta, yedinci bacağı ise (-) uca (toprağa) bağlanır. Bu entegrelere örnek
olarak 7404 (İnvertör-NOT Kapısı [Inverter]), 7408 (VE Kapısı [AND GATE]), 7432 (VEYA Kapısı [OR GATE]), yazılabilir.
Kullanılan
Araç ve Gereçler:
1.
Entegreler (7404, 7408, 7432)
NOT Kapısı-İnvertör
7404 entegresinde 6 tane birbirinden bağımsız NOT kapısı (invertör) bulunmaktadır. Entegreye besleme gerilimi olarak DC 5 volt uygulanır. Besleme geriliminin (+) ucu entegrenin 14 nolu bacağına, (-) ucu ise entegrenin 7 nolu bacağına uygulanır. Şekil 1.1’de NOT Kapısı görülmektedir.
Şekil 1.1
VE Kapısı (AND Gate)
7408 entegresinde 4 tane birbirinden bağımsız VE Kapısı bulunmaktadır. Bu kapılardan biri, birkaçı veya hepsi birden kullanılabilir. Entegreye besleme gerilmi olarak DC 5 volt uygulanır. Besleme geriliminin (+) ucu entegrenin 14 nolu bacağına, (-) ucu ise entegrenin 7 nolu bacağına uygulanır. Şekil 1.2’de 7408 entegresi görülmektedir.
VEYA Kapısı (OR Gate)
7432 entegresinde 4 tane birbirinden bağımsız VEYA Kapısı bulunmaktadır. Bu kapılardan biri, birkaçı veya hepsi birden kullanılabilir. Entegreye besleme gerilimi olarak DC 5 volt uygulanı. Besleme geriliminin (+) ucu entegrenin 14 nolu bacağına, (-) ucu entegrenin 7 nolu bacağına uygulanır. Şekil 1.3’de 7432 entegresi görülmektedir.
Şekil 1.3
|
DENEY 2 |
NOT Kapısı
(İnverter) |
Amaç: 7404, entegresinin yapısını tanımlama ve bu entegre kullanılarak yapılan NOT kapısı (inverter) deneyi aracılığılyla bu kapının fonksiyonlarını öğrenme.
Genel Bilgi: NOT Kapısı ondört bacaklı olup, ondördüncü bacağı DC +5 volta, yedinci bacağı ise (-) uca (toprağa) bağlanır. Bu kapı verilen girişin değilini alır. Çıkışta, giriş değişkeninin tersi alınır.
Kullanılan
Araç ve Gereçler:
1. Entegre (7404 NOT Kapısı)
2.
Güç Kaynağı (+5V)
3.
LED
4.
Direnç (220W)
Aşağıdaki Şekil 2.1’i kurunuz ve Tablo 2.1’e bulduğunuz değerleri yazınız.
Şekil
2.1
Giriş |
Çıkış |
A |
A |
|
0 |
|
|
1 |
|
Tablo
2.1
Sonuç:
|
DENEY 3 |
VE Kapısı (AND
Gate) |
Amaç: 7408, entegresinin yapısını tanımlama ve bu entegre kullanılarak yapılan VE kapısı (AND gate) deneyi aracılığılyla bu kapının fonksiyonlarını öğrenme.
Genel Bilgi: VE Kapısı ondört bacaklı olup, ondördüncü bacağı DC +5 volta, yedinci bacağı ise (-) uca (toprağa) bağlanır. Bu kapının iki girişi bir çıkışı vardır. Girişlerin matematiksel çarpımı çıkışı belirtmektedir.
Kullanılan
Araç ve Gereçler:
1. Entegre (7408 VE Kapısı)
2.
Güç Kaynağı (+5V)
3.
LED
4.
Direnç (220W)
Aşağıdaki Şekil 3.1’i kurunuz ve Tablo 3.1’e bulduğunuz çıkış değerlerini yazınız.
Girişler |
Çıkış | |
A |
B |
C |
|
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
|
Tablo 3.1
Sonuç:
|
DENEY 4 |
VEYA Kapısı (OR
Gate) |
Amaç: 7432, entegresinin yapısını tanımlama ve bu entegre kullanılarak yapılan VEYA kapısı (OR gate) deneyi aracılığılyla bu kapının fonksiyonlarını öğrenme.
Genel Bilgi: VEYA Kapısı ondört bacaklı olup, ondördüncü bacağı DC +5 volta, yedinci bacağı ise (-) uca (toprağa) bağlanır. Bu kapının iki girişi bir çıkışı vardır. Girişlerin matematiksel toplamı çıkışı belirtmektedir.
Kullanılan
Araç ve Gereçler:
1. Entegre (7432 VEYA Kapısı)
2.
Güç Kaynağı (+5V)
3.
LED
4.
Direnç (220W)
Aşağıdaki Şekil 4.1’i kurunuz ve Tablo 4.1’e bulduğunuz çıkış değerlerini yazınız.
Girişler |
Çıkış | |
A |
B |
C |
|
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
|
Tablo 4.1
Sonuç:
|
DENEY 5 |
ÖZEL VEYA
Kapısı |
Amaç: 7486, entegresinin yapısını tanımlama ve bu entegre kullanılarak yapılan ÖZEL VEYA kapısı (Exclusive-OR gate) deneyi aracılığılyla bu kapının fonksiyonlarını öğrenme.
Genel Bilgi: ÖZEL VEYA Kapısı ondört bacaklı olup, ondördüncü bacağı DC +5 volta, yedinci bacağı ise (-) uca (toprağa) bağlanır. Bu kapının iki girişi bir çıkışı vardır. İki giriş aynı olduğunda (iki girişin 0 veya iki girişin de 1 olması) çıkış 0, farklı olduğunda ise çıkış 1’dir.
Kullanılan
Araç ve Gereçler:
1. Entegre (7486 ÖZEL VEYA Kapısı)
2.
Güç Kaynağı (+5V)
3.
LED
4.
Direnç (220W)
Aşağıdaki Şekil 5.1’i kurunuz ve Tablo 5.1’e bulduğunuz çıkış değerlerini yazınız.
Şekil
5.1
Girişler |
Çıkış | |
A |
B |
C |
|
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
|
Tablo
5.1
Sonuç:
|
DENEY 6 |
Binari Sayılarını
Karşılaştırma |
Amaç: 7486, entegresi Özel VEYA kapısını (Exclusive-OR gate) kullanarak 4 bitlik binari sayılarını karşılaştırma.
Genel Bilgi: Özel VEYA Kapısını kullanarak, 4 bitlik binari girişlerini karşılaştırıp aynı olup olmadığını öğrenebiliriz. Bilindiği gibi Özel-VEYA kapısı girişleri aynı değerde olduğu zaman çıkış DÜŞÜK, farklı olduğu zaman ise çıkış YÜKSEK olurdu.
Kullanılan
Araç ve Gereçler:
1. Entegre (7486 ÖZEL VEYA Kapısı)
2.
Güç Kaynağı (+5V)
3.
LED (4adet)
4. Direnç (4x220 W)
4 – bitlik
binari sayılarını karşılaştıracak
bir devre kurunuz ve kurduğunuz devre şemasını çiziniz. Bulduğunuz binari
çıkışlarını (L1, L2, L3, L4) Tablo
6.1’e yazınız.
|
|
|
L1 |
L2 |
L3 |
L4 |
AÇIKLAMALAR |
|
A0=
0 |
B0=
0 |
|
|
|
|
|
A1= 0 |
B1= 1
|
|
|
|
|
|
|
A2=
1 |
B2=
0 |
|
|
|
|
|
|
A3=
1 |
B3=
1 |
|
|
|
|
|
Tablo 6.1
Sonuç:
|
DENEY 7 |
Birleşimsel Mantık
Devreleri |
Amaç: Birleşimsel mantık devreleri, isteğe göre değişen sayıda mantık kapıları kullanılarak yapılabilirler.
Genel
Bilgi: Birleşimsel
mantık devrelerinde, kullanılan mantık kapılarının işlevleri bilnmeyip yalnızca
iç bağlantı şeması bilindiği zaman, devre doğru olarak kurulduğunda, girişler
verilip devrenin en son veya istenilen noktadaki çıkışı
bulunabilir.
Kullanılan
Araç ve Gereçler:
1. Entegre (7400 ve 7404)
2.
Güç Kaynağı (+5V)
3.
LED
4.
Direnç (220W)
Şekil 7.1’deki devreyi kurarak Tablo 7.1’i tamamlayınız.
A |
B |
A |
B |
C |
|
0 |
0 |
|
|
|
|
0 |
1 |
|
|
|
|
1 |
0 |
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
Tablo 7.1
Şekil 7.2’deki devreyi kurunuz ve Tablo 7.2’yi tamamlayınız.
A |
B |
C |
X |
Y |
Z |
|
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
0 |
1 |
0 |
|
|
|
|
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
1 |
1 |
1 |
|
|
|
Tablo 7.2
|
DENEY 8 |
NAND Kapı
Sistemleri |
Amaç: AND, OR ve NOT lojik işlemlerinin NAND kapıları ile uygulanabileceğini kavramak. NAND kapıları ile NOT, AND ve OR kapılarını elde etmek.
Genel
Bilgi: BNAND kapısı
evrensel bir kapıdır. Herhangi bir sistem bu kapı ile uygulanabilir. NAND
kapısından NOT, AND ve OR kapıları, uygun bağlanmak suretiyle rahatlıkla elde
edilebilir.
Kullanılan
Araç ve Gereçler:
1. Entegre (7400)
2. Güç Kaynağı (+5V)
3. LED
4. Direnç (220W)
NAND
Kapısından NOT Kapsı Elde Edilmesi:
Şekil 8.1’deki devre NAND kullanılarak yapılmıştır. Bu devrenin doğru bağlantılar yapılarak nasıl NOT Kapısı olduğunu göreceğiz.Devreyi kurunuz ve Tablo 8.1’i tamamlayınız.
Giriş |
Çıkış |
A |
A |
|
0 |
|
|
1 |
|
Tablo 8.1
NAND
Kapısından AND Kapsı Elde Edilmesi:
Şekil 8.2’deki devrede NAND Kapısı kullanılarak AND Kapısı elde edilmiştir. Devreyi kurunuz ve Tablo 8.2’yi tamamlayınız.
A |
B |
AB |
|
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
|
Tablo 8.2
NAND
Kapısından OR Kapsı Elde Edilmesi:
Şekil 8.3’deki devrede NAND Kapısı kullanılarak OR Kapısı elde edilmiştir. Devreyi kurunuz ve Tablo 8.3’ü tamamlayınız.
Şekil 8.3
A |
B |
A+B |
|
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
|
Tablo 8.3
Sonuç:
|
DENEY 9 |
NOR Kapı
Sistemleri |
Amaç: AND, OR ve NOT lojik işlemlerinin NOR kapıları ile uygulanabileceğini kavramak. NOR kapıları ile NOT, AND ve OR kapılarını elde etmek.
Genel
Bilgi: NOR kapısı,
NAND Kapısı gibi evrensel bir kapıdır. Herhangi bir sistem bu kapı ile
uygulanabilir. NOR kapısından NOT, AND ve OR kapıları, uygun bağlanmak suretiyle
rahatlıkla elde edilebilir.
Kullanılan
Araç ve Gereçler:
5. Entegre (7402)
6. Güç Kaynağı (+5V)
7. LED
8. Direnç (220W)
NOR
Kapısından NOT Kapsı Elde Edilmesi:
Şekil 9.1’deki devre NOR kullanılarak yapılmıştır. Bu devrenin doğru bağlantılar yapılarak nasıl NOT Kapısı olduğunu göreceğiz.Devreyi kurunuz ve Tablo 9.1’i tamamlayınız.
Giriş |
Çıkış |
A |
A |
|
0 |
|
|
1 |
|
Tablo 9.1
NOR
Kapısından AND Kapsı Elde Edilmesi:
Şekil 9.2’deki devrede NAND Kapısı kullanılarak AND Kapısı elde edilmiştir. Devreyi kurunuz ve Tablo 9.2’yi tamamlayınız.
A |
B |
AB |
|
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
|
Tablo 9.2
NOR
Kapısından OR Kapsı Elde Edilmesi:
Şekil 9.3’deki devrede NOR Kapısı kullanılarak OR Kapısı elde edilmiştir. Devreyi kurunuz ve Tablo 9.3’ü tamamlayınız.
Şekil 9.3
A |
B |
A+B |
|
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
|
Tablo 9.3
Sonuç:
|
DENEY 10 |
Yarım Toplayıcı (Half
Adder) |
Amaç: Yarım toplayıcı ile iki bitlik sayıların toplamısı.
Genel
Bilgi: İki bitin
toplamasını yapan devreye Yarım Toplayıcı (half adder) denir. En basit bir
toplama devresidir.
Kullanılan
Araç ve Gereçler:
1. Entegre (7408 ve 7486)
2. Güç Kaynağı (+5V)
3. LED (2 adet)
4. Direnç (2x220W)
Şekil 10.1’deki Yarım Toplayıcı devresini VE ve Özel VEYA kapılarını kullanarak kurunuz.. Toplam ve elde çıkışlarını Tablo 10.1’e yazınız.
A |
B |
TOPLAM (SUM) |
ELDE (CARRY) |
|
0 |
0 |
|
|
|
0 |
1 |
|
|
|
1 |
0 |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
Tablo 10.1
Sonuç:
|
DENEY 11 |
Tam Toplayıcı (Full
Adder) |
Amaç: Tam toplayıcı ile dört bitlik sayıların toplamısı.
Genel
Bilgi: Dört bitlik
sayıların toplamasını Tam Toplayıcı (full adder) devresi ile yapabiliriz.
Kullanılan
Araç ve Gereçler:
1. Entegre (7483)
2. Güç Kaynağı (+5V)
3. LED (5 adet)
4. Direnç (5x220W)
Aşağıda Şekil 11.1’de verilen Tam Toplayıcı devreyi kurunuz.
|
DEC |
Girişler |
Çıkışlar | ||||||||||||
|
A1-4 |
B1-4 |
A4 |
A3 |
A2 |
A1 |
B4 |
B3 |
B2 |
B1 |
S4
|
S3 |
S2 |
S1 |
Co |
|
3 + 5 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
| |
|
4 + 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
2 + 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
1 + 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Tablo 11.1
|
DENEY 12 |
Kodlayıcı (BCD – Dec –
7 Segment) |
Amaç: BCD’den yedili göstergeye kod çözücü devresini kavramak.
Genel Bilgi: D7447 entegresi girişine uygulanan BCD sayının kodunu çözerek, çıkışlarına bağlanan yedili göstergede (7 segment) ondalık hangi rakama karşılık geldiğini gösterir. Hem kod çözücü hem de sürücü entegresidir. 7447 entegresinin süreceği yedili gösterge ortak anodludur. 3 nolu (test) uç “0” yapıldığında yedili göstergede 8 şekli belirir.
Kullanılan
Araç ve Gereçler:
1. Entegre (7447)
2. Güç Kaynağı (+5V)
3. Yedili gösterge (7 Segment)
4. Direnç (7x220W)
Şekil 12.1’deki kodlayıcı devresini bağlantılara dikkat ederek kurunuz. Yedili göstergedeki (7 segment), cıkışları ve okunan rakamı Tablo 12.1’e yazınız.
Şekil 12.1
|
Girişler |
Çıkışlar |
Display’de Okunan
Rakam | |||||||||
|
D |
C |
B |
A |
a |
b |
c |
d |
e |
f |
g | |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
| |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Tablo 12.1
ÖDEV
1
1.
Dijital bilgi ve analog bilgiyi karşılaştırıp
ortak iki avantajını yazınız.
2.
Aşağıda verilen derecelerin, 1 ve 0 (bit) olarak
yazınız.
a)
yüksek, yüksek, düşük, yiksek, düşük, düşük,
düşük, yüksek
b)
düşük, düşük, düşük, yüksek, düşük, düşük, yüksek,
yüksek
3.
Aşağıda 1 ve 0 (bit) olarak verilen dereceleri,
yüksek ve düşük derece şeklinde yazınız.
a) 10110011
b) 01001110
4.
Aşağıda verilen darbenin
(pulse);
a)
Yükselme zamanı
b)
Düşme
zamanı
c)
Darbe
(pulse) genişliğini
d)
Ve
büyüklüğünü,
hesaplayınız.
Verilen dijital dalga şeklini kullanarak 5., 6., 7. ve 8. soruları
cevaplayınız.
5.
Periyodunu hesaplayınız.
6.
Frekansını hesaplayınız.
7.
Bu dalganın periyodik mi, non-periyodik mi
olduğunu bulunuz?
8.
Dalganın darbe boşluğunu (duty cycle)
bulunuz.
9.
Osiloskop ekranında çıkan pulse’ın, baz voltajı
1volt ve yukarı pulse voltajı 8volt ise, genişliği kaçtır?
Yukarıda verilen dalga şekline göre 10. ve 11. soruları cevaplayınız.
10.
1us bit zamnında iken, dalganın bit derecesini
hesaplayınız.
11.
8
bitlik dalganın seri ve paralel transfer aktarım zamanını
hesaplayınız.
ÖDEV
2
1.
Desimal sayı sisteminde dijitler nelerdir? Bu sayı
sisteminin tabanı kaçtır?
2.
Aşağıdaki binari sayıları desimal olarak ifade
ediniz.
a) 1101
b) 1010
c) 11101
d) 010111
3.
Aşağıdaki desimal sayıları binari sayı olarak
ifade ediniz.
a) 47
b) 123
c) 234.5
d) 2.75
4.
Aşağıdaki toplama işlemlerini
yapınız.
a) 1101 + 111
b) 0101 + 1110
c) 10 + 111 + 1111
d) 11 + 011 + 1010 + 1101
5.
Aşağıdaki çıkarma işlemlerini
yapınız
a) 1110 – 111
b) 1101 – 1011
c) 10110 – 10101
d) 110101 - 101110
6.
Hexadecimal sayı sistemi kaç karakter kullanılır?
Bu sayı sisteminin tabanı kaçtır?
7.
Aşağıdaki hexadecimal sayıları desimal olarak
ifade ediniz.
a) (17)16
b) (1D)16
c) (2FB)16 d)
(4C1E)16
8.
Aşağıdaki decimal sayıları hexadecimal olarak
ifade ediniz.
a) (74)10
b) (2345)10 c)
(4754)10 d)
(5862)10
9.
Aşağıdaki hexadecimal toplama işlemlerini
hesaplayınız.
a) (A13)16 + (426)16
b) (1B6)16 + (2E7)16
c) (ABF)16 + (34CE)16
d) (23BD)16 + (45F3)16
10.
Aşağıdaki sayı sistemleri dönüşümünü
yapınız.
a)
(11011101011)2 =
(..?..)16
b)
(37BA)16 = (..?..)2
ÖDEV
3
1.
Hangi mantık kapısının, girişleri yüksek olarak
verilip, çıkışıda yüksek alınır?
2.
İki girişli bir mantık kapısının, bir girişi
yüksek, diğer girişi düşük olarak verilmiştir. Buna göre mantık kapısının çıkışı
düşük ise bu hangi mantık kapısını ifade eder?
3.
İki girişli bir mantık devresinin, bir girişi
yüksek, diğer girişi düşük ve çıkışta da yüksek bir snyal alınırsa, bu devreyi
açıklayınız.
4.
Verilen şemaların giriş ve çıkışlarını
dikkate alarak isimlerinin yazınız.
5.
Bir sayıcının eğim frekansı 10 kHz’dir. 100ms
sonra, sayıcı kaç tane dalga eğimi sayacaktır?
6.
200 adet mantık kapısı olan kompleks bir entegre
devresini nasıl sınıflandırırsınız?
7.
Yukardan bakılmış şekli ile gösterilen
entegrelerin, bacak (pin) numaralarını bulunuz.
8.
Bir NOT kapısına (inverter) aşağıda verilen giriş
uygulanmaktadır. Buna göre bu NOT
kapısının çıkışı ne olur?
9.
Aşağıda verilen, NOT kapılarından oluşan devrenin,
A noktasından, yüksek (1) bir sinyal uygulanmaktadır. Uygulanan bu sinyali
dikkate alarak B ve F noktalarındaki çıkışı bulunuz.
10.
İki girişli bir VE (AND) kapısına aşağıda verilen
sinyal uygulanmaktadır. Buna
göre bu VE kapısının çıkışını çiziniz.
11.
Dört girişli bir VE (AND) kapısının girşleri
aşağıda verilmiştir. Buna göre VE kapısnın çıkışını
çiziniz.
12.
İki girişli bir VEYA (OR) kapsına aşağıda verilen
sinyal uygulanmaktadır. Buna
göre bu VEYA kapısının çıkışını çiziniz.
13.
Üç girişli VEYA kapısına, aşağıdaki girişler
uygulanmaktadır. Buna göre VEYA kapısnın çıkışını çiziniz.
14.
Aşağıda verilen giriş dalgası bir VE Değil (NAND)
kapısına uygulanmaktadır. VE Değil kapısnın verilen giriş sinyallerine göre
çıkışını çiziniz.
15.
Verilen girişlere göre VEYA Değil (NOR)
kapısnın çıkışını çiziniz.
16.
Şartlı VEYA (Ex-OR) Kapısnın girişleri aşağıda
verildiği gibidir. Buna göre çıkış çiziniz.
17.
Aşağıda verilen lojik kapıları inceleyerek, hatalı
olanları bulunuz. Ve hatanın nerden kaynalklandığını kısaca
açıklayınız.
18.
Aşağıda girişleri ve cıkışı verilen lojik
kapıların, hatalı olup olmadığını kontrol ediniz. Hatalı olanları tekrardn doğru
olacak şekilde çiziniz.
ÖDEV
4
1.
Aşağıdaki fonksiyonları Boolean Cebir yöntemini
kullanarak en sade halini bulunuz.
a)
F =
B(A+B) + A(B+A)
b)
F =
ABCD + ABCD + ABCD +ABCD
c)
F =
AB + ABC + ABC
d)
F =
ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD
2.
F
= ABCD + ABCD + ABCD + ABCD
ifadesini 2 Ex – OR, 1 AND kullanarak
gerçekleştirniz.
3.
F
= ABCD + ABCD + ABCD + ABCD ifadesini 1 Ex – OR, 1 Ex – NOR ve
1 AND kapısı kullanarak gereçekleştiriniz.
4.
F
= (A + BC) + A + AB + BC
fonksiyonunusadeleştirmeden lojik diyagramnını
çiziniz.
5.
Aşağıda lojik diyagramı verilen devrenin çıkışını
en sade hali ile bulunuz.
6.
Aşağıda doğruluk tabloları verilen fonksiyonların
en sade halini bulunuz.
B C F 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 (a) B C F 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 (b)
A
A
7.
Aşağıda lojık diyagramların, çıkış matematiksel
eşitliğini bulunuz.
8.
F
= ABC + ABC +ABC + ABC
ifadesini sadeleştirmeden en az sayıda NAND gate kullanarak
gerçekleştiriniz.
9.
F
= (x + y +z) (x + y + z) (x + y + z)
ifadesini sadeleştirmeden en
az sayıda NAND gate kullanarak gerçekleştiriniz.
10.
Bir geminin makina airesinde üç motor olsun. Bu
motorlardan sadece ikisi çalışıyorken, alarmı çalıştıran devreyi yalnızca NAND
gate’lerle tasarlayınız.
11.
F
= (A + B + C) (A + B + C) (A + B + C)
fonksiyonunu sadeleştirmeden sadece NOR gate’lerle
gerçekleştiriniz.
12.
Aşağıdaki verilen lojik ifadelerin en sade halini,
KARNAUGH Haritalarından faydalanarak bulunuz.
a)
F =
ABC + ABC + ABC + ABC
b)
F =
ABCD + ABCD + ABCD + ABCD
c)
F =
wxyz + wxyz + wxyz + wxyz
d)
F =
ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD
e)
F =
BC + BCD + BCD
f)
F =
xy + yz + yz
g)
F =
xyz + yz + xy
h)
F =
ABC + ABC + ABC + ABC
i)
F =
wxyz + wyz + xyz + wxyz + xyz
j)
F =
wxy + wxy + wxy + xz
k)
F =
wyz + wxyz + wx
l)
F =
xyz + yz + xyz
m) F =
xyz + xy + xyz
13.
4
bitlik giriş için 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 rakamlarını ortak catodlu
displayde
(7 segment) göseterebilecek şekilde bir
decoder devresi tasarlayınız.