Uploaded by User1307

Hoofdstuk 4 ontwerpen van combinatorische schakelingen

advertisement
Digitlale technieken
Hoofdstuk 4: Ontwerpen van combinatorische schakelingen Nand nor logica
Na de geziene leerstof zijn we stilaan in staat om praktisch toepasbare digitale schakelingen
de ontwerpen en te realiseren. Bij deze ontwerpen moeten we ons houden aan een strikte
ontwerpprocedure. Deze procedure bestaat uit 5 stappen.
4.1. Ontwerpprocedure
Het ontwerp van een combinatorisch digitaal systeem bestaat uit 5 opeenvolgende stappen die
door de ontwerper moeten gevolgd worden. Deze stappen zijn:
-
-
Het duidelijk en ondubbelzinnig fysisch beschrijven van de te realiseren logische
schakeling.
De fysisch beschrijving mag dus niet vatbaar zijn voor verschillende interpretaties.
Het fysisch beschreven proces in een waarheidstabel vastleggen.
Uit de waarheidstabel de logische vergelijking afleiden
Met de algebra van Boole, de logische vergelijking vereenvoudigen indien mogelijk.
De geminimaliseerde logische vergelijking omzetten in een eenvoudig mogelijke
realisatie.
In digitale techniek maken we onderscheid tussen minimaliseren en optimaliseren.
Minimaliseren houd in dat de logische vergelijking tot in haar eenvoudigste vorm herleid
wordt wat niet altijd de meest economische oplossing is.
Optimaliseren betekent de meest eenvoudige vergelijking omzetten zodat er uiteindelijk een
praktische realisatie tot stand komt met zo weinig mogelijk IC’s.
Drie basistechnieken om logische vergelijkingen om te zetten naar een praktische schema,
zijn het ontwerpen:
-
uitsluitend basispoorten
uitsluitend nand - gates
uitsluitend nor - gates
4.2. ontwerpen met uitsluitend basispoorten (and-or-not)
Bij wijze van voorbeeld werken we de volgende logische vergelijking uit:
X = (A.B+C).D.E+F
Elektronica: Digitale techniek
4.1
Hoofdstuk 4
Digitlale technieken
A
X1=A.B
B
X3=A.B+C
C
X5=(A.B+C).D.E
D
X2=D.E
X4=D.E
X = ( A.B + C ).D.E + F
E
F
4.3. Ontwerpen met uitsluitend nand - gates
4.3.1. De not - functie
Bij de eerste schakeling moet rekening gehouden worden met de fan out.
De fan out is een onbenoemd getal die aangeeft hoeveel belastingseenheden een poort
maximaal mag sturen. De fan out is terug te vinden in databoeken.
A
A
X = A. A = A
&
&
X = A.1 = A
&
R=1kOhm
1
4.3.2. And functie
A
B
&
X 1 = A.B
&
X = A.B = A.B
4.3.3. Or - functie
Elektronica: Digitale techniek
4.2
Hoofdstuk 4
Digitlale technieken
De wetten van de Morgan
X=A+B
⇒ A.B
⇒ A.B
⇒ A.B
A
X1=A
&
X = A.B = A + B
&
B
&
X2=B
4.3.4. Nor functie
De wetten van de Morgan
X = A + B = A.B
X1 = A
A
&
X3 = A.B
&
B
&
X = A.B = A.B = A + B
&
X2 = B
4.4. Ontwerpen met uitsluitend nor - gates. (nor - logica)
4.4.1 Not - functie
A
>1
X = A+ A= A
A
>1
X = A+0 = A
0
4.4.2. Or - functie
A
B
>1
X1 = A + B
Elektronica: Digitale techniek
>1 X = A + B = A + B
4.3
Hoofdstuk 4
Digitlale technieken
4.4.3. And - functie
De wetten van de Morgan
X = A.B = A + B
A
>1
X1 = A
>1
B
>1
X = A + B = A.B
X2 = B
4.4.4. Nand - functie
De wetten van de Morgan
X = A.B = A + B
A
>1
X1 = A
>1
B
>1
X3 = A + B
>1
X = A + B = A.B
X2 = B
4.5. Bemerkingen
-Bij het realiseren van een niet functie was er een optie waarbij niet gebruikte ingangen
doorverbonden werden aan een welgebruikte ingang. Hieromtrent moet het volgende
verduidelijkt worden:
-Niet gebruikte ingangen mag men niet laten zweven (floating). Immers, een zwevende ingang
krijgt vanuit zijn eigen schakeling een logische 1 als toestand wat de junctie van de
schakeling kan verstoren
-de opties waren:
*doorverbinden met gebruikte ingangen
*vastverbinden met een logische 0 of een logische 1 afhankelijk van het
soort poort
-Bij het doorverbinden met gebruikte ingangen moet men rekening houden met begrippen
zoals de fan out en in dat zelfde verband bespreken we ook de fan in.
Elektronica: Digitale techniek
4.4
Hoofdstuk 4
Digitlale technieken
-We spreken van een fan in van 1, als de ingang van een bepaalde poort de standaard stroom
(belastingseenheid) vraagt aan de uitgang van een voorgaande poort.
-De fan in is dus de belasting die de ingang van een poort vormt aan een voorafgaande
uitgang en uitgedrukt in een aantal standaardingangen.
-De fan out is een onbenoemd getal dat aangeeft hoeveel belastingseenheden een poort
maximaal mag sturen.
-Bij het doorverbinden van ingangen moeten we dus rekening houden met de fan out. Zie
datasheets.
-Stuur nooit met een ingangssignaal op een uitgang. Dit wordt hieronder verduidelijkt.
-Schakel nooit uitgangen parallel. Ook dit wordt hieronder verduidelijkt.
A
B
C
>1
X
A
B
>1
X
C
D
>1
-In bepaalde gevallenkan het voorkomen dat logische vergelijking niet direct uitvoerbaar
lijken met nand – of nor – gates door het ontbreken van een volledige strepen. Een oplossing
daarvoor is dat met dan twee volle investeringstekens boven elkaar aanbrengt over de
logische vergelijking
Vb: A.B
We voeren dit voorbeeld uit met nand - gates
Oplossing: A.B
Not - functie
Nand - functie
Deze bemerkingen gelden zowel voor de nand als voor de nor- logica
Elektronica: Digitale techniek
4.5
Hoofdstuk 4
Download
Random flashcards
Test

2 Cards oauth2_google_0682e24b-4e3a-44be-9bca-59ad7a2e66a4

kinderdagverblijf Wiekwijs

2 Cards oauth2_google_7b80f232-43ab-4a38-be6e-61287e4cdb0a

Create flashcards