Mekatronik Mühendisliği SAYISAL DEVRELER BÖLÜM-1 GİRİŞ Doç.Dr. Murat ÇAKIROĞLU Mekatronik Mühendisliği Sakarya Üniversitesi

Analog Büyüklükler Doğada gördüğümüz çoğu büyüklük analog büyüklüktür. Analog sistemler genelde sayısal sistemlerden daha fazla enerjiye ihtiyaç duyarlar. Sayısal sistemler verileri daha efektif bir şekilde işler kaydeder ve iletebilir. Ancak ayrık bir değer olarak saklarlar.

Analog ve Sayısal Sistemler Günümüzde çoğu sistem hem analog hem de sayısal sistemleri beraber bir şekilde kullanmaktadır. Çünkü her iki sistemin kendine göre avantajları vardır. Tipi bir CD oynatıcı CD sürücüsünden sayısal verileri alabilir ve yükseltmek için analog sinyallere çevirebilir.

İkili Sayılar ve Lojik Seviyeler Sayısal elektronik, 2 farklı voltaj seviyesi (HIGH ve LOW) ile ifade edilen 2 durumlu devreleri kullanır. Voltajlar, ikili sistemdeki sayıları tanımlar. VH(max) İkili sistemde tek bir sayı bit olarak adlandırılır. Bir bitin değeri, voltaj seviyesine göre (HIGH veya LOW) 0 veya 1 olabilir. HIGH VH(min) Geçersiz VL(max) LOW VL(min)

Sayısal Sinyaller Sayısal sinyaller LOW ve HIGH seviyeleri arasında değişir.

PalsTanımlamaları Gerçekte pals sinyalleri ideal değildir. Yükselme, düşme zamanları v.b parameterlere sahiptirler.

Örnek Çözüm Periyodik Dalgalar Periyodik sinyaller belirli zaman aralıklarında tekrar eden ve periyot olarak adlandırılan palslerden meydana gelir. Frekans ise bu palslerin tekrar oranıdır ve Hertz ile ölçülür. Clock (Saat darbesi) temel zamanlama sinyalidir ve periyodik sinyale bir örnektir. Örnek Eğer f = 3.2 GHz ise T? Çözüm 313 ps

Görev çevrimi tW’nin T’ye oranıdır. Pals Tanımlamaları Palsler, frekans ve periyot parametrelerine ek olarak, Genlik (A), pals genişliği (tW) ve görev çevrimi (duty cycle) olarak adlandırılan parametreler ile de tanımlanırlar. Görev çevrimi tW’nin T’ye oranıdır. Pulse width (tW) Amplitude (A) Period, T

Zamanlama Diyagramları Zamanlama diyagramları 2 veya daha fazla sinyal arasındaki ilişkiyi göstermek için kullanılır. Lojik analizör bu şekildeki sinyalleri incelemek için kullanılabilir.

Seri ve Paralel Veriler Veriler bir noktadan diğer noktaya seri veya paralel olarak transfer edilebilirler.

AND OR NOT Temel Lojik Fonksiyonlar Ancak tüm girişler varsa çıkış verir. AND OR 1 veya daha fazla giriş varsa çıkış verir. NOT DEĞİL kapısı (Tersini alır)

Temel Sistem Fonksiyonları VE, VEYA, ve DEĞİL elemanları çeşitli lojik fonksiyonlarılar birleştirilerek yeni lojik elemanları oluşturulabilir. Karşılaştırıcı Temel aritimetik işlemler

Temel Sistem Fonksiyonları Kodlayıcı Kod çözücü

Temel Sistem Fonksiyonları Veri çoklama ve azlama

Temel Sistem Fonksiyonları Sayıcı Counter Parallel output lines Binary code for 1 Binary code for 2 Binary code for 3 Binary code for 4 Binary code for 5 1 2 3 4 5 Input pulses Sequence of binary codes that represent the number of input pulses counted. …ve kod çevirici ve bellek elemanları gibi diğer elemanlar.

Temel Sistem Fonksiyonları Temel bellek elemanlarından birisi de kaymalı kaydedicidir. Kaymalı kaydedici, içerisindeki verileri her bir saat darbesinde sağa ve sola hareket ettirebilir.

Entegre Devreler DIP (Dual-In-line Pins) entegrenin görüntüsü: TTL serisi DIP entegreler lojik deneyler için popülerdir.

Entegre Devreler DIP çipler

DIP entegreler yüzey montajlıdır. Entegre Devreler DIP entegreler yüzey montajlıdır. Pin 1 Dual in-line package Small outline IC (SOIC)

Diğer yüzey montajlı entegre paketleri Entegre Devreler Diğer yüzey montajlı entegre paketleri SOIC PLCC LCCC