Labo digitale technieken

Vergelijkbare documenten
2 Elementaire bewerkingen

Logische Schakelingen

Praktisch bestaan er enkele eenvoudige methoden om een decimaal getal om te zetten naar een binair getal. We bespreken hier de twee technieken.

Hoofdstuk 6: Digitale signalen

In- en uitgangssignalen van microprocessoren

Meetopdrachten Poortschakelingen 1 met Multisim

Digitaal is een magisch woord

Informatica 2. Met uitwerkingen n.a.v. document van Elvire Theelen in Luc bijgewerkt door Peter van Diepen

2 Algemene opbouw van een computersysteem

Hoofdstuk 4: Ontwerpen van combinatorische schakelingen Nand - nor logica

Oefeningen Digitale Elektronica (I), deel 4

Poortschakelingen - 1

De AT90CAN microprocessor van ATMEL in de motorvoertuigentechniek (2)

De AT90CAN microprocessor van ATMEL in de motorvoertuigentechniek (3)

Dossier Pneumatische Schakellogica

De Arduino-microcontroller in de motorvoertuigentechniek (2)

Hoofdstuk5. 1 Hoofdstuk5: Praktische realisatie van logische schakelingen. Peter Slaets () Digitale en analoge technieken October 6, / 19

De Arduino-microcontroller in de motorvoertuigentechniek (3)

Elementare elektronica schakelingen in de motorvoertuigentechniek (6)

Logische functies. Negatie

EE1410: Digitale Systemen BSc. EE, 1e jaar, , vragencollege 1

Les A-03 Binaire en hexadecimale getallen

Fysische Informatica met FLEC

Fig. 5.1: Blokschema van de 555

Basisschakelingen en poorten in de CMOS technologie

Dossier Pneumatische schakellogica

Voorwoord. Als we een elektronische schakeling van naderbij bekijken, ontstaat volgend blokschema. Terugkoppeling. Opnemer Verwerking Weergave

Faculteit Elektrotechniek - Leerstoel ES Tentamen Schakeltechniek. Vakcode 5A050, 17 november 2004, 9:00u-12:00u

Hoofdstuk 1: Analoog versus digitaal

2 Elementaire bewerkingen

Alles op de kop. Dobbelsteen D02i werkt precies andersom! Johan Smilde

Muziek. Muziek. Analoog rekenen. Hoofdstuk 1: Van analoog naar digitaal. Analoog. Digitaal. Analoog. Gebruik makend van fysische grootheden Cf Babbage

0 of laag niveau V verboden zone 1 of hoog niveau. Voorbeeld van een digitaal signaal als functie van de tijd

Hfdst. 2: COMBINATORISCH PROGRAMMEREN

Logische schakelingen

Antwoorden vragen en opgaven Basismodule

Tinyserir-RC5. Datasheet. Tinyserir-RC5 Page: 1 of 8

Vereenvoudigen van logische vergelijkingen. formules uit de logische algebra. de methode van Quine en McCluskey KARNAUGH-KAART MET 2 VERANDERLIJKEN

Registers & Adressering. F. Rubben, ing

EM2 Microcontroller Project. LED cube

Inductiemeter via de parallelle poort

Inleiding Digitale Techniek

GEINTEGREERDE PROEF DE COMPUTER ALS TV AFSTANDSBEDIENING

Talstelsels en getalnotaties (oplmodel)

THEORIE TALSTELSELS. 1 x 10 0 = 1 (een getal tot de macht 0 = 1) 8 x 10 1 = 80 2 x 10 2 = x 10 3 = Opgeteld: 9281d(ecimaal)

Multiplexers en demultiplexers MULTIPLEXERS

VANTEK Discovery set. N. B. De OPITEC bouwpakketten zijn gericht op het onderwijs. N991240#1

Stoeien met de tabellen (deel 5) Met multiplexers dobbelsteen 5 bouwen: BCD-code

Binair Binair = tweewaardig Beperkt aantal mogelijke waarden (discreet aantal in amplitude) Wij zijn gewoon aan decimaal (tiendelig)

Een intelligent DMX netwerk

TECHNISCHE AUTOMATISERING HAVO

Een flipflop is een digitale schakeling die in staat is een logische "1" of een logische "0" op te slaan en te bewaren in de tijd.

COMPUTERVAARDIGHEDEN EN PROGRAMMEREN

Jan Genoe KHLim. Reken schakelingen. Jan Genoe KHLim

Programmeren PLC s. Opdracht Elektrotechniek

logische schakelingen & logica

Proef Natuurkunde Practica hoofdstuk 3

VOORBLAD SCHRIFTELIJKE TOETSEN

Dobbelsteen 6 Tabellendemo: alle opgedane ervaringen gebundeld

Opdracht week 4 INLDIG 1

Inleiding elektronica Presentatie 1

Inhoudsopgave LED dobbelsteen

Hoofdstuk 5: Signaalverwerking

De CB channel controller TMS1022NL/NLL en TMS1023NL/NLL. ( Dit is een maskrom-programmed version van de Texas Instruments TMS1000 family)

Combinatorisch tegenover sequentieel

PRINTER SELECTOR INTERFACE en OUTPUT-INTERFACE CARTRIDGE

Operationele versterkers

REGISTERS. parallel in - parallel uit bufferregister. De klok bepaalt het moment waarop de data geladen worden. Mogelijke bijkomende ingangen:

Fig. 6.1 voorstelling van de werking van een schuifregister

Hoofdstuk 4. Digitale techniek

Logische schakelingen of beslissen met poorten

Inhoudsopgave. Pag. Tot slot 33 Onderdelen voor aanvulling 34

Naam: Oumaima Bekour Klas: M4b ICT De Lange. Hardware

Inleiding Digitale Techniek

Het moederbord van de zendontvanger "PiligrimPro"

Periode: 8 Datum: Festo Meet en Regel Techniek. A.Erwin R. Cornelissen T. Akkermans

Faculteit Elektrotechniek - Capaciteitsgroep ICS Tentamen Schakeltechniek. Vakcodes 5A010/5A050, 26 november 2003, 14:00u-17:00u

Locobuffer Handleiding

Les 1 Beslissen met poorten

Antwoorden Systeembord Fysische informatica voor de onderbouw havo/vwo

De leugendetector. Jacco Dekkers. April 11, 2007

EXAMENONDERDEEL ELEKTRONISCHE INSTRUMENTATIE (5GG80) gehouden op maandag 2 mei 2005, van 9.00 tot uur.

INHOUD SPI : SERIAL PERIPHERAL INTERFACE ALGEMEEN. Videolessen Deel 3 DATACOMMUNICATIE SPI

VRIJ TECHNISCH INSTITUUT Burg.Geyskensstraat BERINGEN. De PLC geïntegreerd in de PC. Vak: Toegepaste informatica Auteur: Ludwig Theunis

MAKERKLAS WORKSHOP ARDUINO. Maandag 7 december 2015

SafeLine VV3. Bedieningsinstructies. Toont de verdiepingen, richtingspijlen en afwisselende tekstberichten.

Informatiebundel ADuC832 Motor interface bord MGM/[dp]

4,7. Praktische-opdracht door een scholier 1959 woorden 1 juni keer beoordeeld

Stappenmotor Interface. Controller

Combinatorische schakelingen

Technische automatisering

EE1410: Digitale Systemen BSc. EE, 1e jaar, , 6e hoorcollege

Arduino. Workshop. 20 juni 2014 Peter Struwe Stichting De Jonge Onderzoekers Groningen

Sensoren Introductie Weerstandtechniek Brug van Wheatstone Basis Opamp schakelingen Opampschakelingen voor gevorderden

Het µclab voor Arduino UNO, NANO en Arduino UNO pincompatible

CTCSS Encoder Super Flexibel Ontwerpen met een Arduino Nano

Sequentiële Logica. Processoren 24 november 2014

Digitale systemen. Hoofdstuk De digitale regelaar

No part of this book may be reproduced in any form, by print, photoprint, microfilm or any other means without written permission of the publisher.

Transcriptie:

.. Het gebied "elektronica" is reeds geruime tijd onderverdeeld in twee specialiteiten, namelijk de analoge en de digitale technieken. Binnen analoge schakelingen gebeurt de signaalverwerking met lineaire en niet-lineaire componenten. Denk hierbij b.v. aan een spanningsversterker bestaande uit transistoren of OPAMP's. De kwaliteit van het uitgangssignaal wordt hoofdzakelijk bepaald door de eigenschappen van de gebruikte componenten (lineariteitsfouten, toleranties ) en de omstandigheden waarbinnen de schakeling functioneert (temperatuursvariaties, ruis en externe storingen ). Digitale schakelingen werken volgens een "logica". Alle in- en uitgangen van een schakeling kennen twee toestanden, "" en "". Fysisch komen deze respectievelijk overeen met Volt en voedingsspanning. Met behulp van logische bouwstenen, logische poorten, reageert de uitgang op een welbepaalde ingangscombinatie. Digitale systemen verwerken de aangebode informatie veel correcter en sneller dan eenzelfde systeem opgebouwd rond analoge componenten. De meeste digitale systemen werken volgens onderstaand blokschema. analoog ingang(en) digitaal signaal conditionering ADC digitale verwerking geheugen digitaal uitgang(en) digitale schakeling analoog signaal conditionering DAC Ingangssignalen kunnen onder verschillende vormen worden aangeboden. Analoog (sensoren, schermen, motoren, meetinstrumenten ) of digitaal (schakelaars, displays, printers, ). De conditioneringsschakeling zorgt voor de signaalomvorming (bv. temperatuur naar spanning). Vervolgens bereikt de informatie het digitaal verwerkingssysteem via een analoog naar digitaal omvormer (ADC). Het digitale verwerkingsblok wordt eventueel uitgebreid met geheugencellen. Het resultaat wordt digitaal of analoog naar buiten gebracht. Analoge signalen komen via een digitaal naar analoog omvormer (DAC) en een conditioneringsschakeling naar de verbruiker. De labozittingen handelen hoofdzakelijk over de digitale verwerking, zonder rekening te houden met de oorsprong en de bestemming van de signalen.

Talstelsels. Een digitaal in- en uitgangssignaal kent twee toestanden. +5V S gesloten "" open "" R inputs digitale verwerking outputs lamp uit "" aan "" Inplaats van aan en uit spreken we liever van: positieve logica: negatieve logica: aan uit aan uit H(oog) L(aag) H(oog) L(aag) Ucc GND GND Ucc Eén digitale signaallijn noemt men een BIT. Niet alle ingangscombinaties kunnen met één bit worden voorgesteld. Denk maar aan het toetsenbord van een computer. Het systeem heeft 8 bits (= byte) nodig om te weten welke toets men activeert. Een aantal bits die bij elkaar horen worden meestal voorgesteld door een letter, gevolgd door een nummer die de bitpositie weergeeft. toets "A" "7" A (LSB) A A2 A3 A4 A5 A6 A7 (MSB) Naargelang het aantal ingangen toeneemt, zal de binaire notatie onleesbaar worden en gaan we overstappen tot een verkorte weergave. De hexadecimale weergave (groeperen van 4 bits) is hiervoor uiterst geschikt. toets "A" = () 2 = (4) 6. toets "7" = () 2 = (37) 6. 2

binair hexadecimaal decimaal 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 A B C 2 D 3 E 4 F 5 6 7 39 7 FF 255 Voorstellingsmethoden van digitale systemen. Aan de basis van elke digitale schakeling liggen een drietal poorten namelijk: AND (. ): de uitgang is "" indien alle ingangen "" zijn. OR ( + ): de uitgang is "" indien minstens één ingang "" is. NOT ( ): de uitgang is "" indien de ingang "" is. Een combinatie van deze basispoorten vormt een welbepaalde schakeling. Deze wordt beschreven aan de hand van vier voorstellingsmethoden. * De logische vergelijking. Ontwerp een meerkeuze schakelaar waarbij de schakelstand wordt bepaald door een ingang (M). M D D F Indien de ingang M = "", dan volgt de uitgang het signaal dat op D verschijnt (F = D). Voor M = "" volgt de uitgang de waarde op D (F = D). Met andere woorden: F = "" indien M = "" en D = "" of M = "" en D = "". F = M.D + M.D logische of Booleaanse vergelijking 3

* Het schema. D D AND-gate & OR-gate F NOT-gate & M Merk op dat de verschillende poorten (gates) in werkelijkheid van spanning worden voorzien. Om het schema niet overbodig te belasten worden deze niet getekend. * Het tijdsdiagram. M D D F Het tijdsdiagram geeft alle logische niveaus of spanningen weer in functie van de tijd. In principe is dit het beeld dat verschijnt op een meerkanaals osciloscoop of logic analiser. Tevens stelt men vast dat de uitgang niet dadelijk reageert op een ingangsverandering. Er treedt dus een kleine tijdsvertraging op tussen het aanleggen van een ingangssignaal en de verandering die dit op de uitgang teweeg brengt. De meeste componenten bezitten een tijdsvertraging van enkele tot tientallen nanoseconden. * De waarheidstabel. Een waarheidstabel geeft links alle mogelijke ingangscombinaties (2 aantal ingangen ) en rechts het bijhorende uitgangsniveau. M D D F 4

De schakeling die we hier als voorbeeld besproken hebben, wordt ook wel dataselector of multi-plexer genoemd en wordt vrij frequent gebruikt in digitale ontwerpen. Vandaar dat de fabrikanten deze poortcombinatie in IC-vorm op de markt brengen. Naast de drie basispoorten zijn er momenteel enkele honderden gecombineerde schakelingen voorradig, gaande van een flip-flop (bestaande uit enkele poorten) tot een microprocessor (bevat duizenden poorten). Het is nu aan de ontwerper om uit het ruime aanbod de geschikte componenten te vinden die zijn probleem op een zo efficiënt mogelijke manier oplost. De fabrikanten brengen informatie over hun produkten op de mark in de vorm van data-sheets. Deze bevatten naast het symbool en de pinaansluiting ook gegevens over het stroomverbruik, de vertragingstijden, eventueel voorbeeldschakelingen enz Component benaming. De logische functie die in de component is geïntegreerd, wordt met behulp van een cijfercode op de behuizing gedrukt. Bv: een 74LS8 bevat vier 2-input AND-gates. Een korte beschrijving: Door de toenemende miniaturisatie en complexiteit van de componenten, komen er steeds meer behuizingen op de markt. Wij maken enkel gebruik van de populaire DIL of DIP behuizing. DM 74 AS 6 N Behuizing (vorm & materiaal). Componentnummer, bestaande uit 2 tot 5 cijfers. Familie (S, LS, ALS, F, HC, HCT, ). 74 xxx xx : TTL 74 xct xx : CMOS, TTL compatibel. 54 xxx xx : TTL 54 xct xx : CMOS, TTL compatibel. 74 xc xx, 54 xc xx, 4 xxx : CMOS Initialen van de fabrikant. DIL_8 PLCC 5

Window Pin Grid Array (PGA) 6