PAPATYAYAYINCILIKEĞİTİMAŞ

   - akademik, bilimsel ve üniversite ders kitapları, bizim asıl işimiz -

Hakkımızda

e-Kitap Projesi

Kitap Listesi

Hazırlanan Kitaplar

Satış/Pazarlama

Çalışmak

İletişim/Bize Ulaşın

Periyodik Dergi

Post-Edu Enstitüsü

Kitap Fuarları

Kurumsal Hizmetler

LOJIK DEVRE TASARIMI

- mühendislik bölümleri için -

Dr. Taner ARSAN

Dr. Rifat ÇÖLKESEN

Bu kitabımız 29 üniversitede ders kitabı seçimiştir.

Bu kitap, "Lojik Devre Tasarımı" konusunda boşluğu dolduracak ciddi bir kaynaktır. Üniversitelerin bilgisayar, elektronik, elektrik, kontrol veya endüstri mühendisliği bölümlerinde veya ilgili diğer bölümlerinde verilen "Lojik Devreler", "Modern Mantık ve Lojik Devreler", "Sayısal Sistem Tasarımı" gibi dersler için bir kaynak ve ders kitabı olma özelliğindedir.

Kitap hem öğrenciler hem de tasarım yapan mühendisler için gerekli bilgileri kapsamaktadır.

Kitapta, konular ele alınırken hem teori hem de uygalama gözönüne alınmış olup oldukça fazla problem çözümü yapılmış ve örnekler verilmiştir. Ayrıca, her bölüm sonuna çözülmesi için sorular koyulmuştur.

Kitaba, ayrıca "Lojik Devre Laboratuvarı" için yıllardır uygulanmış 10 adet deney yönergesi eklenmiştir. Lojik devreler üzerine deneyler bu yönergeler aracılığıyla yapılabilmektedir.

Türkiye'nin İnternet kitapçısı ---> www.tdk.com.tr    satın al

Önsöz

Eskilerin mantik olarak adlandirdiklari lojik, kesin usavurum ilkelerini konu edinen ve temelleri antik felsefeye dayanan  çok eski bir bilim dalidir. Çagdas bilim ve teknolojinin rasyonel ilkeleri bu geleneksel bati felsefesinde geliserek bugünkü tartisilmaz konumuna ulasmistir. Çagdas teknolojide karmasik sistemlerin tümü, bir dizi mantiksal islevleri gerçeklestiren islem ya da aygitlardan olusur. Bu mantiksal islemleri temsil eden yapi elemanlari, her ne kadar artik bundan yirmi sene önceki toplu parametreli elektronik devrelerle gerçeklestirilmese de, hala daha lojik devreler olarak adlandirilir. Lojik devreler, günümüz teknolojisinde sayisal bir ortamda modellenir ve degerlendirilir. Bu amaca yönelik olarak, çagdas mühendisler fiziksel olaylar arasindaki etkilesimleri tanimlayip yeterince gerçege uygun modelleyebilmeli, temel baglantilar arasindaki iliskileri kurabilmeli ve süphesiz ki gün geçtikçe karmasiklasan sistemleri rasyonel ve güvenilebilir bir sekilde tasarlayabilmelidir. Sürekli gelisen ve her gün biraz daha ucuzlayan kisisel bilgisayarlar (PC), programlanabilir lojik kontrolörler (PLC) ve bunlara yüklenen gelismis yazilimlar yukarida belirtilen tüm islem ve  tasarimlarin, daha kolay ve hassas bir sekilde gerçeklestirilebilmesini saglar.

Lojik devre tasarimini konu edinen bu kitap, yukarida ifade edilen sekliyle ögrenmek ve bildiklerini uygulamak isteyen  Elektrik, Elektronik, Bilgisayar, Endüstri ve Makina Mühendisleri ile, bu mühendislik dallarinda lisans seviyesinde egitim gören, tüm mühendis adaylari ve Meslek Yüksek Okul Ögrencilerine yöneliktir. Yazarlarin, sikici akademik bir yaklasimi benimsemek yerine, uygun yerlere çok sayida özgün tasarim  ve uygulama örnekleri ekleyerek konuyu uygulamali akademik yaklasimla ilginç kildiklari görülmektedir. Bu yaklasim, ülkemizde lojik devre tasariminda bir ilki temsil etmektedir. Bu kolay okunabilir eseri Ögrenci, Mühendis ve Arastirmacilarin hizmetine sunmus ve bu konudaki büyük bir eksikligi gidermis olmalarindan dolayi yazarlarini tebrik ederim.

Prof.Dr.Atilla BIR

ITÜ Elektrik Elektronik Fakültesi

Kontrol Mühendisligi Bölümü

İçindekiler

Önsöz

Bölüm 1   Lojik Devre Tasarım Dünyası

Analog İşaret & Sayısal Veri

Kodlama & Kod Tabloları

Kombinezonsal Devre & Ardışıl Devre

Kanonik Model & Algoritmik Model

Tasarım Adımları ve Üretim

Transistör & Kapılar

Saklayıcı & Bellek

Teknoloji: TTL ve CMOS

Tasarım ve Benzetim Ortamları

Maliyet

Kart & ASIC

Kenar & Düzey Tetiklemesi

bit, nipple ve Byte  (birli, dörtlü, sekizli)

Analog Sayısal Dönüşüm (ADC, DAC)

Donanım Tanımlama Dili (HDL)

Sorular

Bölüm 2      İşaretler ve Analog/Sayısal Dönüşüm

2.1.  İşaretlerin Sınıflandırılması  

      Sayısal İşaret  

2.2.  Analog/Sayısal Dönüşüm 

      2.2.1.      ADC’nin Mimarisi 

            Örnekleme ve Tutma İşlemleri

            Kuantalama 

            Kodlama

      2.2.2.      DAC’ın Mimarisi

2.3.  Özet

2.4.  Sorular

Bölüm 3   Sayı Sistemleri

3.1.  Çeşitli Sayı Sistemleri

      İkili Sayı Sistemi 

      İkili Sayılar Üzerinde Aritmetik İşlemler

      Tümleyen Aritmetiği 38

      Sekizli Sayı Sistemi (Octal)

      Onaltılı Sayı Sistemi (Hexadecimal)

      BCD Sayı

      Sayıların Bilgisayarda Gösterilimi

      Bir Sayının Genel İfadesi 

3.2.  Sayı Sistemleri Arasında Dönüşüm Kuralları

      3.2.1.    n Tabanından 10 Tabanına Dönüşüm

      3.2.2.    10 Tabanından  n  Tabanına Dönüşüm

      3.2.3.    m Tabanından  n Tabanına Dönüşüm

             3.2.3.1.  2 Tabanından 8/16 Tabanına Dönüşüm

3.3.       İşaretli Sayıların Gösterilimi

      3.3.1.      İşaretli Sayılarda  Tümleme Aritmetiği

             3.3.1.1.  Taban’a Göre Tümleme

             3.3.1.2.  (Taban-1)’e Göre Tümleme

      3.3.2.      Çıkarma İşleminin Tümleyen Aritmetiğiyle Yapılması

      3.3.3.      Çıkarmanın (Taban-1)’e Tümleyen Aritmetiğiyle Yapılması

3.4.       Özet

3.5.       Sorular

Bölüm 4      Kodlama

4.1.  Kodlamanın Tanımı

4.2.  Sayısal Kodlama

      4.2.1.    İkili Kodlanmış Ondalık (BCD) Gösterim

             BCD Sayılar Üzerinde Aritmetik İşlemler

             BCD Toplama

             BCD Çıkarma

      4.2.2.    Üç Fazlalık Kodu (Excess-3)

             Üç Fazlalık Kodunda Aritmetik İşlemler

      4.2.3.      Aiken Kodu

             Aiken Kodunda Aritmetik İşlemler

      4.2.4.      Bitişik Kodlar ve Gray Kodu

            Hamming Uzaklığı 

             Gray Kodu

4.3.       Hata Sezme ve Onarma6

      4.3.1.      Eşlik Biti Ekleme

      4.3.2.      Boyuna Fazlalık Sınaması - LRC

      4.3.3.      Çevrimli Fazlalık Sınaması - CRC

      4.3.4.      Hamming Kodlaması

4.4.  Alfanumerik Kodlar

      ASCII

      Unikod (Unicode)

      Türkçe Karakter Tablosu

4.5.  Özet

4.6.  Sorular

Bölüm 5   Lojik Devre Temelleri

5.1.  Lojik İşlemlerin Temeli

      5.1.1.    VE  İşlemi (AND)

      5.1.2.      VEYA İşlemi (OR)

      5.1.3.      TÜMLEME  İşlemi (NOT)

5.2.  Türetilen İşlemler

      5.2.1.      TÜMLEYEN-VE (TVE) İşlemi (NAND)

      5.2.2.      TÜMLEYEN-VEYA  (TVEYA) İşlemi (NOR)

      5.2.3.    YA DA İşlemi  (XOR) 95

      5.2.4.      EŞDEĞERLİK  (TYA DA) İşlemi (XNOR)

5.3.  Temel Lojik İşlemlerinin Kümeler Cebri İle Gösterilişi

      5.3.1.      Küme Kavramı

      5.3.2.      Kümeler Cebrinde Kesişim

      5.3.3.      Kümeler Cebrinde Birleşim

      5.3.4.       Kümeler Cebrinde Tümleme

      5.3.5.       Kümeler Cebrindeki Diğer Kavramlar

5.4.  Boole Cebrinin Aksiyom ve Teoremleri

      5.4.1.       Boole Cebri Aksiyomları

      5.4.2.       Boole Cebri Teoremleri

5.5.  Boole Cebri Fonksiyonları ve Standart Biçimler

      Minimum ve Maksimum Terimler

      5.5.1.      Minimum Terimler Kanonik  Biçimi 

      5.5.2.       Maksimum Terimler  Kanonik  Biçimi

5.6.  Kanonik Biçimler Arasındaki Dönüşüm 

5.7.  Doğruluk Tablosundan Kanonik  Biçimlerin Bulunması

5.8.  Kanonik  Biçimlerin Lojik Kapılarla Gerçeklenmesi 

5.9.  Özet

5.10.  Sorular

Bölüm 6   Lojik Fonksiyonların İndirgenmesi

6.1.  Görüşe Dayanarak İndirgeme

6.2.  Karnaugh Diyagramı Yöntemi

            Karnaugh Yönteminde Komşuluk Kavramı

6.3.  Quine-Mc Cluskey Yöntemi

6.4.  Eksik Boole İşlevleri

6.5.  Türetilmiş Kapılarla Temel Lojik Kapıların Yapılması

            TÜMELEME Kapısı

             VE Kapısı

             VEYA Kapısı

6.6.   İndirgenmiş İfadelerin Aynı Tür Kapılarla Gerçekleştirilmesi

            Çarpımlar Toplamı - TVE Tasarımı

            Çarpımlar Toplamı - TVEYA Tasarımı

            Toplamlar Çarpımı - TVE Tasarımı

            Toplamlar Çarpımı - TVEYA Tasarımı

6.7.  Özet

6.8.  Sorular

Bölüm 7      Kombinezonsal Devreler

7.1.  Kombinezonsal Devreler

7.2.  Kombinezonsal Devre Elemanları

7.3.  Kombinezonsal Devre Tasarımı

7.4.  Kombinezonsal Tümleşik Devreler

      7.4.1.      Aritmetik Toplama/Çıkarma Devreleri

             Yarı Toplayıcı (Half Adder)

             Tam  Toplayıcı (Full Adder)

             Yarı Çıkarıcı ( Half  Subtractor )

             Tam Çıkarıcı (Full   Subtractor )

            Toplama/Çıkarma Devresi (Adder and Subtractor)

      7.4.2.      Seçiciler  (Multiplexer-MUX)

      7.4.3.      Dağıtıcılar (Demultiplexer-DEMUX)

      7.4.4.       Kod Çözücüler (Decoder)

      7.4.5.      Kodlayıcı (Encoder)

      7.4.6.       ALU Tasarımı  (Arithmetic Logic Unit)

      7.4.7.    7-Parçalı Gösterge (7-Segment Display )

7.5.  Çıkış Bağlantı Şekilleri

7.6.  Özet

7.7.  Sorular

Bölüm 8      Maliyet Faktörü ve Karmaşıklık  Hesabı

8.1.  Maliyet Hesabı

8.2.  Karmaşıklık Hesabı

      Zaman Karmaşıklığı/Çalışma Hızı

      Eleman Karmaşıklığı

8.3.  Büyük O Notasyonu ve Karmaşıklık

8.4.  Özet

8.5.  Sorular

Bölüm 9      Programlanabilir Kombinezonsal Devreler

9.1.  Programlanabilir Kombinezonsal  Devreler-PLD

9.2.  Programlanabilir Kombinezonsal  Devre Elemanları

      9.2.1.      PROM’un İç Yapısı

      9.2.2.      PAL’in İç Yapısı

      9.2.3.      PLA’nın İç Yapısı

9.3.  Özet

9.4.  Sorular

Bölüm 10 Ardışıl Devre Temelleri

10.1.  Ardışıl  Devrelerin Genel Yapısı

      10.1.1.  Mealy ve Moore Makinaları

      10.1.2.    Asenkron & Senkron Ardışıl Devreler

      10.1.3.    Durumlar ve Durum Diyagramları

             Durum Tablosu, Durum Diyagramı

             Sonlu Durum Makinaları

             Durum İndirgeme ve Durum Atama

            Eşdeğerlik Tablosu ile Durum İndirgeme

      10.1.4.    Standart Tasarım Birimleri

      10.1.5.    Kenar ve Düzey Tetikleme

      10.1.6.    Saat İşareti ve Senkron Hücrelerin Zaman Davranışı

            Senkron Ardışıl Devrelerde Zamanlama Parametreleri

            Senkron Hücrenin Zaman Diyagramı

10.2.  Flip-Flop’lar

      Ana-Uydu Flip-Flop

10.3.  Tutucular  (Latches)

10.4.  Ardışıl Lojik Devre Analiz Yöntemi

10.5.  Ardışıl Devre Tasarım Yöntemi

10.6.  Özet

10.7.  Sorular

Bölüm 11 Saklayıcı, Sayıcı ve Bellek Elemanları

11.1.  Saklayıcılar

      Ötelemeli Saklayıcı (Shift Register)

      PIPO, PISO, SIPO, SISO ve Üniversal Saklayıcı

11.2.  Sayıcılar

      İkili, Ondalık, Gray-Kod, Halka, Modulo, Ripple

11.3.  Bellekler

      RAM , ROM , PROM , EPROM , E2ROM CAM

11.4.  Programlanabilir Ardışıl Devreler

11.5.  Özet300

11.6.  Sorular

Bölüm 12   Ardışıl Devre Tasarım Yöntemleri

12.1.  Kanonik Yaklaşım/Tasarım Yöntemi

12.2.  Modüler Yaklaşım/Tasarım Yöntemi 

12.3.  Algoritmik Yaklaşım/Tasarım Yöntemi

12.4.  Özet

12.5.  Sorular

Bölüm 13   Benzetim Ortamında Lojik Devre Tasarımı

13.1.  multiSIM Programının Özellikleri 

   multiSIM Kullanıcı Arayüzü   

   multiSIM Tasarım Araç Çubuğu

   multiSIM Kullanıcı Arayüzünü Özelleştirme

   multiSIM Kullanıcı Tercihlerinin Tanımlanması

   multiSIM Benzetim Ortamı Arayüzü

13.2.  Lojik Devrelerin Benzetimi

13.3.  Örnek Çalışmalar

      Lojik Düzey Algılayıcısı

      Lojik Probe

      4-bit BCD Sayıcı ve 7-parçalı gösterge   344

      4-bitlik İkili Yukarı Sayıcı      344

13.4.  Lojik Devre Şemasından Baskılı Devreye Geçiş

13.5.  Özet

13.6.  Sorular

Ek A   Lojik Devre Katalog Bilgileri

Kombinezonsal Devreler

Tümleşik Kombinezonsal Devreler

Ardışıl Devreler

Bazı Tümdevrelerin Şematik Gösterimleri 

Ek B   TTL ve CMOS Tümdevre Özellikleri

TTL Tümdevre Özellikleri

Propagasyon Gecikmesi

CMOS Tümdevreler     

Propagasyon Gecikmesi 

TTL ve CMOS Karşılaştırılması  

Ek C   Lojik Devreler Laboratuvar Deney Önerileri 

Deney 1.      Lojik Kapılar ve Fonksiyon İndirgeme

Deney 2.      TTL ve CMOS Özelliklerinin Çıkarılması     

Deney 3.      Kombinezonsal Devre Tasarımı   

Deney 4.      Aritmetik İşlem Devreleri  

Deney 5.      PLD Uygulamaları     

Deney 6.      İşaret Üreteçleri 

Deney 7.   Üç-Durumlu Çıkış ve Ortak Yol Kullanımı 

Deney 8.      Saklayıcı ve Sayıcı Uygulamaları     

Deney 9.      Ardışıl Devre Uygulaması     

Deney 10.      ADC Uygulamaları

Kaynakça

Yazarlarımız

Dizin

Teknik Bilgiler:

400 sayfa, 18,5x24 cm2, 1.hamur (%20 mat kuse) kagit.

ISBN: 978-975-6797-07-5

Yayinevimizin konuyla ilgili eserleri: