|
Bu kitap, "lojik devre
tasarimi" konusunda boslugu dolduracak cidi bir kaynaktir. Üniversitelerin,
nitelikli egitim yapan üniversitelerin bilgisayar, elektronik, elektrik,
kontrol, endüstri, mekatronik konularinda ögretim yapan mühendislik
bölümlerinde ve meslek yüksek okullarinin ilgili bölümlerinde verilen
"Lojik
Devreler", "Modern Mantik ve Lojik Devreler", "Sayisal Sistem Tasarimi" gibi
dersler için bir kaynak, ders kitabi olma özelligindedir. Yüzeysel
egitim yapan üniversiteler için konular agirdir.
Kitap hem ögrenciler hem de tasarim yapan
mühendisler için gerekli bilgileri kapsamaktadir.
Kitapta, konular ele alinirken hem teori hem de uygalama
gözönüne alinmis olup oldukça fazla problem çözümü yapilmis ve örnekler
verilmistir. Ayrica, her bölüm sonuna
çözülmesi için sorular koyulmustur.
Kitaba, ayrica, "lojik devre laboratuvari" 10
adet deney yönergesi eklenmistir.
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)
Donanım Tanımlama Dili (HDL)
Bölüm 2
İşaretler ve Analog/Sayısal Dönüşüm
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
Bölüm 3
Sayı Sistemleri
İkili Sayı Sistemi
İkili Sayılar Üzerinde Aritmetik
İşlemler
Tümleyen Aritmetiği 38
Sekizli Sayı Sistemi (Octal) 39
Onaltılı Sayı Sistemi
(Hexadecimal) 39
BCD Sayı 39
Sayıların Bilgisayarda Gösterilimi
40
Bir Sayının Genel İfadesi 42
3.2. Sayı Sistemleri Arasında Dönüşüm
Kuralları 42
3.2.1. n Tabanından 10
Tabanına Dönüşüm 42
3.2.3. m Tabanından n
Tabanına Dönüşüm 50
3.2.3.1. 2 Tabanından 8/16
Tabanına Dönüşüm 52
3.3. İşaretli Sayıların
Gösterilimi 53
3.3.1. İşaretli Sayılarda Tümleme
Aritmetiği 53
3.3.1.1. Taban’a Göre Tümleme
53
3.3.1.2. (Taban-1)’e Göre
Tümleme 55
3.3.2. Çıkarma İşleminin Tümleyen
Aritmetiğiyle Yapılması 56
3.3.3. Çıkarmanın (Taban-1)’e
Tümleyen Aritmetiğiyle Yapılması 58
3.4. Özet 60
3.5. Sorular
Bölüm 4
Kodlama
4.1. Kodlamanın Tanımı 64
4.2. Sayısal Kodlama 66
4.2.1. İkili Kodlanmış Ondalık (BCD)
Gösterim 67
BCD Sayılar Üzerinde Aritmetik
İşlemler 68
BCD Toplama 68
BCD Çıkarma 69
4.2.2. Üç Fazlalık Kodu (Excess-3)
70
Üç Fazlalık Kodunda Aritmetik
İşlemler 70
4.2.3. Aiken Kodu 71
Aiken Kodunda Aritmetik
İşlemler 72
4.2.4. Bitişik Kodlar ve Gray
Kodu 73
Hamming Uzaklığı 74
Gray Kodu 75
4.3. Hata Sezme ve Onarma 76
4.3.1. Eşlik Biti Ekleme 76
4.3.2. Boyuna Fazlalık Sınaması -
LRC 77
4.3.3. Çevrimli Fazlalık Sınaması
- CRC 79
4.3.4. Hamming
Kodlaması 81
4.4. Alfanumerik Kodlar 82
ASCII 83
Unikod (Unicode) 84
Türkçe Karakter Tablosu 84
4.5. Özet
4.6. Sorular
Bölüm 5
Lojik Devre Temelleri
5.1. Lojik İşlemlerin Temeli 88
5.1.1. VE İşlemi (AND) 88
5.1.2. VEYA İşlemi (OR) 90
5.1.3. TÜMLEME İşlemi (NOT) 91
5.2. Türetilen İşlemler 93
5.2.1. TÜMLEYEN-VE (TVE) İşlemi
(NAND) 93
5.2.2. TÜMLEYEN-VEYA (TVEYA)
İşlemi (NOR) 94
5.2.3. YA DA İşlemi (XOR) 95
5.2.4. EŞDEĞERLİK (TYA DA) İşlemi
(XNOR) 96
5.3. Temel Lojik İşlemlerinin Kümeler Cebri
İle Gösterilişi 97
5.3.1. Küme Kavramı 97
5.3.2. Kümeler Cebrinde
Kesişim 99
5.3.3. Kümeler Cebrinde
Birleşim 99
5.3.4. Kümeler Cebrinde Tümleme
99
5.3.5. Kümeler Cebrindeki Diğer
Kavramlar 100
5.4. Boole Cebrinin Aksiyom ve
Teoremleri 100
5.4.1. Boole Cebri
Aksiyomları 101
5.4.2. Boole Cebri
Teoremleri 101
5.5. Boole Cebri Fonksiyonları ve
Standart Biçimler 107
Minimum ve Maksimum Terimler 107
5.5.1. Minimum Terimler Kanonik
Biçimi 108
5.5.2. Maksimum Terimler
Kanonik Biçimi 110
5.6. Kanonik Biçimler Arasındaki Dönüşüm
112
5.7. Doğruluk Tablosundan Kanonik
Biçimlerin Bulunması 113
5.8. Kanonik Biçimlerin Lojik Kapılarla
Gerçeklenmesi 116
5.9. Özet
5.10. Sorular
Bölüm 6
Lojik Fonksiyonların İndirgenmesi
6.1. Görüşe Dayanarak İndirgeme 122
6.2. Karnaugh Diyagramı Yöntemi
124
Karnaugh Yönteminde
Komşuluk Kavramı 129
6.3. Quine-Mc Cluskey Yöntemi 139
6.4. Eksik Boole İşlevleri 144
6.5. Türetilmiş Kapılarla Temel Lojik
Kapıların Yapılması 146
TÜMELEME Kapısı 146
VE Kapısı 146
VEYA Kapısı 147
6.6. İndirgenmiş İfadelerin Aynı Tür
Kapılarla Gerçekleştirilmesi 148
Çarpımlar Toplamı - TVE
Tasarımı 148
Çarpımlar Toplamı - TVEYA
Tasarımı 149
Toplamlar Çarpımı - TVE
Tasarımı 151
Toplamlar Çarpımı - TVEYA
Tasarımı 152
6.7. Özet
6.8. Sorular
Bölüm 7
Kombinezonsal Devreler
7.1. Kombinezonsal Devreler 160
7.2. Kombinezonsal Devre Elemanları
161
7.3. Kombinezonsal Devre Tasarımı 162
7.4. Kombinezonsal Tümleşik Devreler 167
7.4.1. Aritmetik Toplama/Çıkarma
Devreleri 167
Yarı Toplayıcı (Half Adder
) 168
Tam Toplayıcı (Full Adder )
168
Yarı Çıkarıcı ( Half Subtractor
) 170
Tam Çıkarıcı (Full Subtractor
) 171
Toplama/Çıkarma Devresi (Adder
and Subtractor) 173
7.4.2. Seçiciler
(Multiplexer-MUX) 174
7.4.3. Dağıtıcılar
(Demultiplexer-DEMUX) 179
7.4.4. Kod Çözücüler (Decoder)
182
7.4.5. Kodlayıcı (Encoder) 184
7.4.6. ALU Tasarımı (Arithmetic
Logic Unit) 186
7.4.7. 7-Parçalı Gösterge (7-Segment
Display ) 188
7.5. Çıkış Bağlantı Şekilleri 191
7.6. Özet
7.7. Sorular
Bölüm 8
Maliyet Faktörü ve Karmaşıklık Hesabı
8.1. Maliyet Hesabı 202
8.2. Karmaşıklık Hesabı 204
Zaman Karmaşıklığı/Çalışma Hızı
205
Eleman Karmaşıklığı 208
8.3. Büyük O Notasyonu ve Karmaşıklık
210
8.4. Özet
8.5. Sorular
Bölüm 9
Programlanabilir Kombinezonsal Devreler
9.1. Programlanabilir Kombinezonsal
Devreler-PLD 214
9.2. Programlanabilir Kombinezonsal Devre
Elemanları 215
9.2.1. PROM’un İç Yapısı 217
9.2.2. PAL’in İç Yapısı 219
9.2.3. PLA’nın İç Yapısı 223
9.3. Özet
9.4. Sorular
Bölüm 10
Ardışıl Devre Temelleri
10.1. Ardışıl Devrelerin Genel Yapısı
230
10.1.1. Mealy ve Moore Makinaları
231
10.1.2. Asenkron & Senkron Ardışıl
Devreler 232
10.1.3. Durumlar ve Durum
Diyagramları 234
Durum Tablosu, Durum Diyagramı
235
Sonlu Durum Makinaları 238
Durum İndirgeme ve Durum
Atama 241
Eşdeğerlik Tablosu ile Durum
İndirgeme 241
10.1.4. Standart Tasarım
Birimleri 245
10.1.5. Kenar ve Düzey Tetikleme
248
10.1.6. Saat İşareti ve Senkron
Hücrelerin Zaman Davranışı 250
Senkron Ardışıl Devrelerde
Zamanlama Parametreleri 251
Senkron Hücrenin Zaman Diyagramı
252
10.2. Flip-Flop’lar 253
Ana-Uydu Flip-Flop 257
10.3. Tutucular (Latches) 258
10.4. Ardışıl Lojik Devre Analiz Yöntemi
260
10.5. Ardışıl Devre Tasarım Yöntemi 266
10.6. Özet
10.7. Sorular
Bölüm 11
Saklayıcı, Sayıcı ve Bellek Elemanları
11.1. Saklayıcılar 278
Ötelemeli Saklayıcı (Shift Register)
279
PIPO, PISO, SIPO, SISO ve Üniversal
Saklayıcı 280
11.2. Sayıcılar 282
İkili, Ondalık, Gray-Kod, Halka,
Modulo, Ripple 284
11.3. Bellekler 287
RAM , ROM , PROM , EPROM , E2ROM
CAM 289
11.4. Programlanabilir Ardışıl Devreler
298
11.5. Özet300
11.6. Sorular
Bölüm 12
Ardışıl Devre Tasarım Yöntemleri
12.1. Kanonik Yaklaşım/Tasarım Yöntemi
304
12.2. Modüler Yaklaşım/Tasarım Yöntemi
307
12.3. Algoritmik Yaklaşım/Tasarım
Yöntemi 314
12.4. Özet
12.5. Sorular
Bölüm 13
Benzetim Ortamında Lojik Devre Tasarımı
13.1. multiSIM Programının Özellikleri 328
multiSIM Kullanıcı Arayüzü 329
multiSIM Tasarım Araç Çubuğu 331
multiSIM Kullanıcı Arayüzünü
Özelleştirme 332
multiSIM Kullanıcı Tercihlerinin
Tanımlanması 334
multiSIM Benzetim Ortamı Arayüzü 337
13.2. Lojik Devrelerin Benzetimi 339
13.3. Örnek Çalışmalar 341
Lojik Düzey Algılayıcısı 342
Lojik Probe 342
4-bit BCD Sayıcı ve 7-parçalı
gösterge 344
4-bitlik İkili Yukarı Sayıcı 344
13.4. Lojik Devre Şemasından Baskılı Devreye
Geçiş 345
13.5. Özet
13.6. Sorular
Ek A
Lojik Devre Katalog Bilgileri
Kombinezonsal Devreler 351
Tümleşik Kombinezonsal Devreler 351
Ardışıl Devreler 353
Bazı Tümdevrelerin Şematik Gösterimleri
Ek B
TTL ve CMOS Tümdevre Özellikleri
TTL Tümdevre Özellikleri 357
Propagasyon Gecikmesi 358
CMOS Tümdevreler 359
Propagasyon Gecikmesi 360
TTL ve CMOS Karşılaştırılması 360
Ek C
Lojik Devreler Laboratuvar Deney Önerileri
Deney 1. Lojik Kapılar ve Fonksiyon
İndirgeme 362
Deney 2. TTL ve CMOS Özelliklerinin
Çıkarılması 364
Deney 3. Kombinezonsal Devre Tasarımı
367
Deney 4. Aritmetik İşlem Devreleri 369
Deney 5. PLD Uygulamaları 371
Deney 6. İşaret Üreteçleri 374
Deney 7. Üç-Durumlu Çıkış ve Ortak Yol
Kullanımı 376
Deney 8. Saklayıcı ve Sayıcı
Uygulamaları 378
Deney 9. Ardışıl Devre Uygulaması
380
Deney 10. ADC Uygulamaları 382
Kaynakça 387
Yazarlarımız 389
Dizin
395
Ana basliklar asagidaki gibidir:
Lojik Devre
Tasarim Dünyasi
Isaretler ve
Analog/Sayisal Dönüsüm
Sayi Sistemleri
Kodlama
Teknikleri
Lojik Devre
Temelleri
Boole Cebri
Lojik
Fonksiyonlarin Indirgenmesi
Kombinezonsal
Devreler
Devre Maliyeti
ve Karmasiklik
PLDler; PROM;
PAL, PLA
Ardisil Devre
Temelleri
Saklayici,
Sayici ve Bellek Elemanlari
Ardisil Devre
Tasarim Yöntemleri
Lojik Devre
Tasariminda Benzetim Ortami
TTL ve CMOS
Tümdevre Özellikleri
ÖNSÖZ
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
Teknik Bilgiler:
400 sayfa, 18,5x24 cm2, 1.hamur (%20 mat
kuse) kagit.
ISBN: 978-975-6797-07-5
Yayinevimizin konuyla
ilgili eserleri:
Bilgisayar
Mühendisligine Giris
Ortak; bölüm yazarli (Editör: Dr. Rifat ÇÖLKESEN)
Veritabani ve
Uygulamalari Yilmaz KAYA ve Ramazan TEKIN
Sistem Analizi ve
Tasarimi (Bilgisayar Bilimlerinde) Prof.Dr.
Oya KALIPSIZ ve ark.
Yazilim
Mühendisligi
Dr.Erhan SARIDOGAN
C++ ve Nesneye Yönelik
C Programlama
Dr.Erhan SARIDOGAN
Programlama Sanati Algoritmalar (C Uyarlamasi)
Dr.Cengiz UGURKAYA (Editör)
Programlama Sanati Algoritmalar (JAVA Uyarlamasi)
Dr.Rifat ÇÖLKESEN (Editör)
C Programlama Dili -
Iste C Dr.Rifat ÇÖLKESEN
Uygulamali C
Programlama Dili Bora TUNCER
Veri Yapilari
ve Algoritmalar
Dr.Rifat ÇÖLKESEN
Veri
Yapilari Algoritma Temelleri
Dr.Sefer KURNAZ
MATLAB ve Programlama
Dr.Aslan INAN
JAVA ve Yazilim Tasarimi
Altug B. ALTINTAS
Linux Altinda
Programlama
Ali VARDAR
GTK/GNOME Programlama
Ali VARDAR
|