Ders Adı: Sayısal Elektronik Ders Kodu: EET134 Ders Adı: Sayısal Elektronik Ders Hocası: Prof. Dr. MUSTAFA İLKAN

Binari Sayı Sistemleri

BİNARİ SAYI SİSTEMLERİ İkili sayı sistemleridir. İki tabanındadır. Sadece “0” ve “1” sayıları mevcuttur Gösterim: “0” Düşük seviye sinyali (low signal) 0V düşük voltaj. “1” Yüksek seviye sinyali (high signal) 5v yüksek voltaj. Kullanılan sinyal kare dalga veya sabit bir voltajdır. (5v, 0v)

DİJİTAL DALGA ŞEKİLLERİ 1(high) Yükselen Düşen (çıkan) (alçalan) uç 0(low) uç A. Pozitif Uçlu Sinyal high Düşen Yükselen uç uç low B. Negatif Uçlu Sinyal  ideal durum

Yükselme Zamanı: Herhangi bir kare dalganın yükseklirken 10% ile 90% arasındaki zamanıdır. Alçalma Zamanı: Herhangi bir kare dalganın alçalırken 90% ile 10% arasındaki zamanıdır. Sinyal (pulse) Genişliği: Herhangi bir kare dalganın yükselen ucunun 50% ile düşen ucunun 50% arasındaki zamanıdır. Yükseklik (amplitude): Sinyalin sıfır seviyesi ile en yüksek seviyesi arasındaki voltaj farkıdır.

Dalga Şekilleri: Sinusoidal Üçgen Testere Ağzı Kare

Periodik Dalga Şekilleri: Kendi kendini tekrarlayan dalga şekilleridir. Periot (T) : Periyodik bir sinyalin tekrarlanan kısmıdır. Bir periyodik sinyalin arka arkaya gelen iki aynı noktası arasındaki zamandır. Frekans (frequency) (f) : Periyodik bir sinyalin sıklık derecesini gösterir. Periyodun bir saniyedeki tekrar sayısıdır.

Non-Periyodik Dalga Şekilleri: Periyot yok. Frekansı yok. Kendi kendini tekrarlayan kısmı yok. Sabit bir yüksekliği yok.

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.

CLK IC Saat sinyalinin yükselen ucuna göre değişip çalışır. CLK IC Saat sinyalinin düşen ucuna göre değişip çalışır.

ZAMANLAMA DİYAGRAMLARI Dijital dalga şekilleridir. Devre içerisinde elemanlar arasındaki ilişkileri gösterir. Her elemanın çıkışının diğer eleman çıkışı ile nasıl değiştiğini gösterir. Devre analizi yapmak için kullanılır. DATA İLETİŞİMİ 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 = 10s (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: 1 2 3 4 5 6 7 14 13 9 8 12 10 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. 1 3 5 10 V t(ms)

Çözüm: Yükselme zamanı  0.6 ms Alçalma zamanı  0.6 ms Sinyal genişliği  2.5 ms Yükseklik  10 v

Verilen sinyalin, Periyodunu, Frekansını, Görev periyodunu, bulunuz 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. V Max t(ms) %90 %10

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 amaçları 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.