Ψηφιακά Συστήματα

Χαϊκάλης Κωνσταντίνος

Περιγραφή

- Άλγεβρα Boole και κυκλώματα διακοπτών. Δυαδικές πράξεις, ορισμός της Άλγεβρας Boole, λογικές πύλες.

- Συνδυαστική λογική. Μορφές λογικών συναρτήσεων. Σύνθεση ψηφιακών συνδυαστικών κυκλωμάτων. Απλοποίηση λογικών κυκλωμάτων με την μέθοδο του χάρτη Karnaugh. Προβλήματα λειτουργίας ψηφιακών συνδυαστικών κυκλωμάτων.

- Στοιχεία υλοποίησης ψηφιακών κυκλωμάτων και οικογένειες ηλεκτρονικών πυλών και ολοκληρωμένων.

- Ακολουθιακή λογική. Βασικά δομικά στοιχεία ακολουθιακής λογικής (flip-flop) Υλοποίηση flip-flop. Μετατροπές flip-flop. Προβλήματα κυκλωμάτων που χρησιμοποιούν flip-flop. Εφαρμογές ακολουθιακής λογικής: Καταχωρητές, μετρητές, ολισθητές και μνήμες. Σχεδιασμός ακολουθιακών λογικών κυκλωμάτων: Διαγράμματα καταστάσεων, πίνακες διέγερσης, σχεδίαση.

- Παραδείγματα σχεδιασμού σύνθετων κυκλωμάτων συνδυαστικής και ακολουθιακής λογικής.

Κωδικός: TMA114
Κατηγορία: Συμβούλιο Ένταξης (Ανοικτά μαθήματα Τμημάτων πρώην Τ.Ε.Ι. Θεσσαλίας) » Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής Τ.Ε. » Προπτυχιακό

CC - Αναφορά - Μη Εμπορική Χρήση - Όχι Παράγωγα Έργα

Θεματικές Ενότητες

1. Εισαγωγικές έννοιες ψηφιακών συστημάτων, ψηφιακό σημα, καταχωρητής.

Στην πρώτη ενότητα ο φοιτητής εισάγεται στις βασικές έννοιες που χρησιμοποιούνται στον τομέα των ψηφιακών συστημάτων. Περιγράφεται η βασική διαφορά μεταξύ αναλογικού και ψηφιακού σήματος. Αναλύεται η διαδικασία της δυαδικής αποθήκευσης δεδομένων. Περιγράφεται το ψηφιακό κύκλωμα ενός καταχωρητή ως υποσύστημα ενός υπολογιστικού συστήματος.

2. Αλγεβρα Boole, Λογικές Πύλες

Στη δεύτερη ενότητα ο φοιτητής αναγνωρίζει την σημαία της δυαδικής λογικής και των λογικών πράξεων. Ενημερώνεται για τους τύπους των λογικών πυλών διακρίνοντας για κάθε έναν, το σύμβολο, την λογική πράξη και τον πίνακα αληθείας που απεικονίζει την λειτουργία του. Ενημερώνεται επίσης για τις οικογένειες των λογικών πυλών που έχουν δημιουργηθεί.

3. Λογικές Συναρτήσεις – Απλοποίηση - Ασκήσεις

Στην τρίτη ενότητα ο φοιτητής εφαρμόζει τα θεωρήματα και τα Αξιώματα της Άλγεβρας Boole ώστε να υπολογίζει το αποτέλεσμα λογικών συναρτήσεων. Η επίλυση ασκήσεων ολοκληρώνει την ενότητα αυτή.

4. Χάρτης Karnaugh – Ισοδύναμο κύκλωμα με NAND και NOR (Μέρος 1ο)

Στην τέταρτη ενότητα ο φοιτητής ανακαλύπτει μια τεχνική απλοποίησης των λογικών συναρτήσεων που θα αντικαταστήσει τη χρήση της άλγεβρας Boole. Η νέα τεχνική ονομάζεται Χάρτης Karnaugh. Εφαρμόζοντας τους κανόνες του χάρτη Karnaugh αποκτά τη δεξιότητα να απλοποιεί σύνθετες λογικές συναρτήσεις σε σύντομο χρονικό διάστημα. Επιμέρους σκοπός της ενότητας αποτελεί η δημιουργία ενός ισοδύναμου κυκλώματος με πύλες NAND ή NOR.

5. Χάρτης Karnaugh – Ισοδύναμο κύκλωμα με NAND και NOR (Μέρος 2ο)

Στην πέμπτη ενότητα ο φοιτητής εφαρμόζει την τεχνική απλοποίησης των λογικών συναρτήσεων με χάρτη Karnaugh σε πολύπλοκες λογικές συναρτήσεις.

6. Χάρτης Karnaugh –Ασκήσεις (Μέρος 1ο).

Στην έκτη ενότητα ο φοιτητής εφαρμόζει την τεχνική απλοποίησης των λογικών συναρτήσεων με χάρτη Karnaugh δημιουργώντας ισοδύναμα κυκλώματα με NAND και NOR.

7. Χάρτης Karnaugh –Ασκήσεις (Μέρος 2ο ).

Στην έβδομη ενότητα ο φοιτητής εφαρμόζει την τεχνική απλοποίησης των λογικών συναρτήσεων με χάρτη Karnaugh επιλύοντας ασκήσεις λογικών συναρτήσεων.

8. Ολοκληρωμένα κυκλώματα – Συνδυαστική λογική – Πολυπλέκτες – Κωδικοποιητές – Αποκωδικοποιητές.

Στην όγδοη ενότητα ο φοιτητής αναγνωρίζει την κατηγορία των Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και εφαρμόζει την έννοια της συνδυαστικής λογικής στο σχεδιασμό συνδυαστικών κυκλωμάτων, Σχεδιάζει και αναλύει κυκλώματα πολυπλεκτών κωδικοποιητών αποκωδικοποιητών.

9. Συνδυαστική λογική – Ασκήσεις.

Στην ένατη ενότητα ο φοιτητής επιλύει ασκήσεις βασισμένες σε ψηφιακά κυκλώματα που σχεδιάστηκαν σύμφωνα με τη συνδυαστική λογική.

10. Ακολουθιακά κυκλώματα – Flip flops

Στη δέκατη ενότητα ο φοιτητής αναγνωρίζει την κατηγορία των ακολουθιακών κυκλωμάτων και σχεδιάζει κυκλώματα με την χρήση των flip flops

11. Ανάλυση ακολουθιακών κυκλωμάτων.

Στην ενδέκατη ενότητα ο φοιτητής αναλύει τη λειτουργία των ακολουθιακών κυκλωμάτων.

12. Καταχωρητές – Μετρητές

Στη δωδέκατη ενότητα ο φοιτητής περιγράφει τη λειτουργία των καταχωρητές και τη λειτουργία των μετρητών.

13. Ακολουθιακή λογική – Ασκήσεις

Στη δέκατη τρίτη ενότητα ο φοιτητής επιλύει ασκήσεις ψηφιακών κυκλωμάτων εφαρμόζοντας την ακολουθιακή λογική