Verfügbarkeit: Digitaltechnik

Digitaltechnik: eine anschauliche und moderne Einführung

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Meuth, Hermann (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Schlagworte:	Digitaltechnik Lehrbuch
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	253 Seiten Illustrationen, Diagramme
ISBN:	9783800736379 3800736373

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1. EINFUEHRUNG............................................................................ 11 1.1 HINTERGRUND...................................................................................................... 11 1.2 METHODIK - WOZU EIN WEITERES LEHRBUCH DIGITALTECHNIK? .............................. 12 1.3 LEHRMITTEL UND LERNZIELE FUER EINE BREITE LESERSCHAFT ..................................... 15 1.4 UEBERBLICK UEBER DIE INHALTE DES BUCHS..............................................................18 2. BAUSTEINE, GRUNDLEGENDE KONZEPTE UND VERFAHREN ............................................. 19 2.1 BEGRIFFE, BAUSTEINE UND ELEMENTE .................................................................. 19 2.2 BASIS-VERKNUEPFUENGEN UND -OPERATOREN, NOTATION...........................................21 2.3 METHODEN DER SCHALTUNGSANALYSE.................................................................... 27 2.3.1 UEBERFUEHRUNG SCHALTUNGSDIAGRAMM = BOOLESCHER AUSDRUCK .................. 27 2.3.2 UEBERFUEHRUNG BOOLESCHER AUSDRUCK = SCHALTUNGSDIAGRAMM .................. 27 2.3.3 UEBERFUEHRUNG BOOLESCHER AUSDRUCK = WERTETABELLE................................28 2.3.4 UEBERFUEHRUNG WERTETABELLE = BOOLESCHER AUSDRUCK................................28 2.3.5 UEBERFUEHRUNG SCHALTUNGSDIAGRAMM = WERTETABELLE................................29 2.3.6 UEBERFUEHRUNG SIGNALDIAGRAMM = WERTETABELLE BZW. WERTETABELLE = SIGNALDIAGRAMM............................................................. 30 2.3.7 KLEINE UEBUNGEN....................................................................................... 31 2.4 UMFORMUNG UND VEREINFACHUNG VON BOOLESCHEN AUSDRUECKEN ...................... 31 2.4.1 VERFAHREN DER BOOLESCHEN ALGEBRA..........................................................31 2.4.1.1 BEISPIEL ZUR KONJUNKTIVEN (AND, A ) VERKNUEPFUNG () ...................... 34 2.4.1.2 BEISPIEL ZUR UMFORMUNG DER XOR-OPERATION .................................. 34 2.4.1.3 BEISPIEL ZUR UMFORMUNG DER AEQUIVALENZ-OPERATION ........................ 35 2.4.1.4 WEITERE UMFORMUNGSUEBUNGEN.......................................................... 36 2.4.2 VERFAHREN NACH KAMAUGH-VEITCH (KV-VERFAHREN) ................................. 37 2.4.2.1 VOLLKONJUNKTION UND ODER-NORMALFORM........................................37 2.4.2.2 KV-DIAGRAMM................................................................................. 38 2.4.2.3 PAECKCHEN........................................................................................... 40 2.4.2.4 VEREINFACHUNGSREGELN MIT PAECKCHEN................................................40 2.4.2.5 ERWEITERUNG AUF FUENF UND MEHR VARIABLE (T1) ....................................42 2.4.2.6 DONT GARES....................................................................................... 42 2.4.2.7 ZUSAMMENFASSUNG KV-VEREINFACHUNGSVERFAHREN............................44 2.4.3 UEBUNGEN UND ZUSAMMENFASSUNG KAPITEL 2 .4 ..........................................44 2.4.3.1 UEBUNGEN........................................................................................... 45 2.4.3.2 GESAMTDARSTELLUNG DER UMFORMUNGS- UND UEBER- FUEHRANGSVERFAHREN, AM BEISPIEL VON 3 VARIABLEN ............................ 46 SPEZIELLE KODIERUNGEN UND IHRE ANWENDUNG ..................................................... 47 3.1 BINAER-KODIERUNGEN VON ZAHLENWERTEN, ADDITION UND SUBTRAKTION ................. 47 3.1.1 DARSTELLUNG VON NATUERLICHEN ZAHLENWERTEN..............................................47 3.1.1.1 UMWANDLUNG POLYADISCHE KODIERUNG MIT BASIS DER FORM 2 = POLYADISCHE KODIERUNG MIT BASIS DER FORM 2M ............................... 49 3.1.1.2 UMWANDLUNG POLYADISCHE KODIERUNG = DEZIMALWERT D ................. 50 3.1.1.3 UMWANDLUNG DEZIMALWERT D = POLYADISCHE KODIERUNG ................. 50 3.1.2 DARSTELLUNG VON RATIONALEN ZAHLENWERTEN................................................ 51 3.1.3 ADDITIONSVERFAHREN IN DUAL-KODIERUNG...................................................52 3.1.4 DARSTELLUNG UND VERARBEITUNG VON NEGATIVEN RATIONALEN ZAHLENWERTEN... 54 3.1.4.1 ZWEIER-KOMPLEMENT MIT VORZEICHEN ................................................ 54 3.1.4.2 SUBTRAKTION MITTELS ZWEIER-KOMPLEMENT MIT VORZEICHEN (F) ............ 56 3.1.4.3 VIER-QUADRANTEN-ADDITION MITTELS ZWEIER-KOMPLEMENT MIT VORZEICHEN (T1) ................................................................................. 57 3.1.4.4 SUBTRAKTION MITTELS ZWEIER-KOMPLEMENT OHNE VORZEICHEN .............. 58 3.1.4.5 ZUSAMMENFASSENDE HINWEISE ZUR ADDITION UND SUBTRAKTION VON 2K MIT VORZEICHEN UND OHNE VORZEICHEN ................................. 60 3.1.4.6 DARSTELLUNG NEGATIVER ZAHLENWERTE ALS VORZEICHENBEHAFTETE DUALZAHL (SIGNED-BINARY) (FT) ..........................................................60 3.1.4.7 DARSTELLUNG NEGATIVER ZAHLENWERTE ALS OFFSET-BINARY (+T) ................. 61 3.1.4.8 EINER- UND ZWEIER-KOMPLEMENT IN HEX-KODIERUNG ........................ 62 3.2 WEITERE BINAERKODIERUNGEN............................................................................... 63 3.2.1 BINARY CODED DECIMAL (BCD)................................................................. 63 3.2.2 EINSCHRITTIGE CODES (GRAY CODE)............................................................. 65 3.2.3 ZUSAMMENFASSUNG NUMERISCHE BINAER-CODES (F) ......................................66 3.2.4 GLEITKOMMA-KODIERUNG (T1) ..................................................................... 67 3.2.5 ALPHA-NUMERISCHE KODIERUNG.................................................................. 69 3.2.6 GRAFISCHE KODIERUNG................................................................................ 69 3.2.6.1 STRICH- ODER BALKEN-CODES (+)........................................................... 69 3.2.6.2 FARB-KODIERUNG (F) ........................................................................... 71 3.2.6.3 MATRIX-CODES, 2 UND 3D CODES ......................................................... 71 3.2.7 REDUNDANTE UND DISPARITY-KODIERUNG (T1) ...............................................73 3.2.8 UEBERFUEHRUNG VON NICHT-DIGITALEN IN DIGITALE WERTE (F) .............................. 74 3.2.8.1 KODIERUNG ANALOGER (KONTINUIERLICHER) MESSWERTE (T1) ...................... 74 3.2.8.2 WINKELWERT-KODIERUNG (F) ................................................................. 80 3.3 EINIGE GRUNDLAGEN AUS DER KOMBINATORIK (F) ..................................................81 4 ENTWURF KOMBINATORISCHER SCHALTUNGEN AN BEISPIELEN ........................................ 87 4.1 LICHTSCHRANKENSCHALTUNG ................................................................................ 88 4.1.1 ZUFAHRTSKONTROLLE..................................................................................... 88 4.1.2 FUELLSTANDANZEIGE...................................................................................... 91 4.2 CODE-WANDLER-SCHALTUNGEN............................................................................ 93 4.2.1 CODE-WANDLER EINS-AUS-X ODER ONE-HOT................................................93 4.2.2 WEITERE BEISPIELE FUER EINS-AUS-X ODER ONE-HOT-KODIERUNG .................... 96 4.2.3 UEBUNGSAUFGABE CODE-WANDLER FUER SEGMENT-ANZEIGE ............................. 97 4.3 AUSWAHLSCHALTUNGEN (MUX) UND VERZWEIGUNGSSCHALTUNGEN (DEMUX) ....... 98 4.3.1 MULTIPLEXER UND DEMULTIPLEXER............................................................... 98 4.3.2 MULTIPLEXER.............................................................................................. 99 4.3.2.1 ELEMENTARE 1-BIT-AUSWAHLSCHALTUNG (MUX)...................................99 4.3.2.2 2X2-BIT-NACH-1 X2-BIT-MUX ........................................................... 100 4.3.2.3 4X1 -BIT-NACH-1 X 1 -BIT-MUX ........................................................... 100 4.3.2.4 4X2-BIT-NACH-1 X2-BIT-MUX (F) ...................................................... 101 4.3.2.5 WEITERE MUX-KONFIGURATIONEN (TF) ................................................ 101 4.3.3 DEMULTIPLEXER.........................................................................................102 4.3.3.1 ELEMENTARE 1 -BIT-VERZWEIGUNGSSCHALTUNG (DEMUX) .................... 102 4.3.3.2 1 X2-BIT-NACH-2X2-BIT-DEMUX.......................................................103 4.3.3.3 1 X 1 -BIT-NACH-4X 1 -BIT-DEMUX.......................................................104 4.3.3.4 1 X2-BIT-NACH-4X2-BIT-DEMUX (F)..................................................104 4.3.3.5 1 X2-BIT-NACH-16X2-BIT-DEMUX (F)................................................104 4.3.4 SIMULATION UND TESTUNG ........................................................................ 105 4.3.5 ZUSAMMENFASSUNG ................................................................................. 106 4.4 FEHLERKODIERUNG ............................................................................................. 108 4.4.1 PARITAET UND PARITAETS-BITS.........................................................................109 4.4.1.1 PARITAET UND XOR.............................................................................. 110 4.4.1.2 FEHLERERKENNUNG MIT ZEILENWEISER PARITAETSBESTIMMUNG (ZEILENPRUEFUNG) .............................................................................. 110 4.4.1.3 FEHLERERKENNUNG UND -KORREKTUR MIT PARITAETSBESTIMMUNG IM BLOCK (BLOCKPRUEFUNNG) ............................................................ 111 4.4.1.4 REDUNDANZ...................................................................................... 112 4.4.2 HAMMING-(,^-KODIERUNG .................................................................... 113 4.4.2.1 BESTIMMUNG DER PARITAETS-BITS (ENCODER)........................................ 113 4.4.2.2 UEBERBLICK UEBER DAS GESAMTE VERFAHREN .......................................... 114 4.4.2.3 FEHLEREINTRAG.................................................................................. 115 4.4.2.4 DECODER.......................................................................................... 117 4.4.2.5 FEHLERBERECHNUNG (F) .......................................................................118 4.4.2.6 FEHLERKORREKTUR (F)........................................................................... 120 4.4.2.7 GESAMTSCHALTUNG ()........................................................................ 120 4.4.2.8 ALLGEMEINE ANMERKUNGEN ZUR HAMMING-(N,^-KODIERUNG ........... 121 5.1 GRUNDLAGEN, BAUSTEINE UND METHODEN DER SCHALTUNGSENTWICKLUNG .............. 123 5.1.1 BISTABILE KIPPSCHALTUNGEN ..................................................................... 123 5.1.2 DOMINANZ-VORSCHALTUNGEN .................................................................... 126 5.1.3 TAKT-KONTROLLE.........................................................................................127 5.1.4 TABELLENDARSTELLUNG FUER FLIPFLOPS ........................................................... 129 5.1.5 CHARAKTERISTISCHE FLIPFLOP-BEDINGUNG ................................................... 131 5.1.6 DIE WICHTIGSTEN TYPEN FLANKENGESTEUERTER FLIPFLOPS .............................. 132 5.1.6.1 UMWANDLUNG EINER FLIPFLOP-FUNKTION IN EINE ANDERE F1) ................. 135 5.1.6.2 VERFAHREN FUER FLIPFLOP-FUNKTIONS-UMWANDLUNGEN V ) ................... 135 5.1.7 VERGLEICH TAKTZUSTANDSSTEUERUNG UND TAKTFLANKENSTEUERUNG BEIM D-FLIPFLOP.......................................................................................136 5.2 ZAEHLER UND EINFACHE AUTOMATEN...................................................................... 139 5.2.1 ZAEHLER......................................................................................................140 5.2.1.1 SYNCHRONER 2-BIT-DUAL-V ORWAERTSZAEHLER .......................................... 141 5.2.1.2 VERFAHRENSSCHRITTE FUER 2-BIT-DUAL-VORWAERTSZAEHLER .......................... 141 5.2.1.3 UEBUNG GRAY-VORWAERTSZAEHLER .......................................................... 143 5.2.1.4 UEBUNG 2-BIT-DUAL-VORWAERTSZAEHLER MIT SR-FLIPFLOPS (+) ................. 145 5.2.1.5 UEBUNG 2-BIT-DUAL-VORWAERTSZAEHLER MIT TH-FLIPFLOPS (+) ................. 146 5.2.1.6 UEBUNG 3 -BIT-DUAL-V ORWAERTSZAEHLER .................................................. 147 5.2.1.7 MEHR-BIT-DUAL-V ORWAERTSZAEHLER ....................................................... 148 5.2.1.8 KASKADIERTE MEHR-BIT-DUAL-ZAEHLER ................................................. 148 5.2.2 DUAL-RUECKWAERTSZAEHLER.............................................................................149 5.2.3 ZAEHLER MIT ERWEITERTEN FUNKTIONEN ......................................................... 151 5.2.4 AUTOMATEN (F) ..........................................................................................154 5.2.4.1 UEBERBLICK ......................................................................................... 154 5.2.4.2 TABELLENVERFAHREN............................................................................155 5.2.4.3 BEISPIEL EINGABE-SPERR- UND SYNCHRONISIER-SCHALTUNG ................... 156 5.2.4.4 UEBUNGEN..........................................................................................159 5.2.5 ASYNCHRONE ZAEHLER ................................................................................. 159 5.2.5.1 ASYNCHRONER DUAL-RUECKWAERTSZAEHLER ............................................... 160 5.2.5.2 ASYNCHRONER DUAL-V ORWAERTSZAEHLER .................................................. 161 5.2.5.3 SETZ- UND RUECKSETZMOEGLICHKEITEN ................................................... 162 5.2.5.4 VERZOEGERUNGSEFFEKT UND CLOCK SKEW .............................................. 163 5.3 FREQUENZTEILER.................................................................................................163 5.4 SCHIEBEREGISTER................................................................................................165 5.4.1 SERIELL-SERIELLE DATENSPEISUNG MIT N-TAKT-VERZOEGERUNG ........................ 166 5.4.2 SERIELL-PARALLELE DATENSPEISUNG .............................................................. 167 5.4.3 PARALLEL-SERIELLE DATENSPEISUNG .............................................................. 168 5.4.4 RINGSCHIEBEREGISTER ................................................................................ 170 5.5 SPEICHERREGISTER..............................................................................................171 5.6 SPEICHER-SCHIEBEREGISTER (F) .......................................................................... 171 5.7 SPEICHER-ARCHITEKTUR ..................................................................................... 172 5.7.1 1 -BIT-SPEICHER-ELEMENT ......................................................................... 173 5.7.2 SPEICHER-KASKADIERUNG, BUSSE, BUS-BREITEN UND ANSTEUERUNG ............. 174 5.7.3 16X4-BIT-SPEICHER-ARCHITEKTUREN .......................................................... 175 5.7.4 ADRESS-ENKODIERUNG UND ADRESS-DEKODIERUNG ..................................... 176 5.7.5 4X 1 -BIT-SPEICHERZELLE ............................................................................ 178 5.7.6 SPEICHER-ERWEITERUNG, 16X8-BIT- UND 32X4-BIT-SPEICHER ..................... 179 5.7.7 GEGENUEBERSTELLUNG RANDOM-ACCESS-MEMORY (RAM) UND READ-ONLY-MEMORY (ROM) .................................................................. 180 5.7.8 REALISIERUNG VON DIGITALSCHALTUNGEN AUF SPEICHER-BASIS (F) ................. 181 6. WEITERFUEHRENDE ANWENDUNGEN .......................................................................... 183 6.1 RECHENWERKE..................................................................................................183 6.1.1 ADDITION ................................................................................................. 184 6.1.1.1 HALBADDIERER.................................................................................... 184 6.1.1.2 VOLLADDIERER.................................................................................... 185 6.1.1.3 RIPPLE-CARRY-ADDIERWERK...............................................................186 6.1.2 SUBTRAKTION ().........................................................................................187 6.1.2.1 HALBSUBTRAHIERER.............................................................................. 188 6.1.2.2 VOLLSUBTRAHIERER..............................................................................188 6.1.2.3 RIPPLE-BORROW-SUBTRAHIERWERK....................................................... 189 6.1.3 ADDIER-SUBTRAHIERWERKE (TF) .................................................................. 190 6.1.4 KLEINPROJEKT ALU (F) ............................................................................. 191 6.1.5 KOMPARATOR ............................................................................................ 192 6.1.5.1 1 -BIT-KOMPARATOR ............................................................................ 192 6.1.5.2 MEHR-BIT-KOMPARATOR (T) ................................................................192 6.1.6 SERIELLE RECHENWERKE ............................................................................ 194 6.1.6.1 SERIELLES ADDIERWERK ...................................................................... 195 6.1.6.2 SERIELL-PARALLELES ADDIERWERK (F).....................................................196 6.1.6.3 SERIELLES SUBTRAHIERWERK (T1) .......................................................... 196 6.1.6.4 SERIELLER KOMPARATOR (F) ................................................................. 197 6.1.7 MULTIPLIKATION ........................................................................................ 198 6.1.7.1 RUECKBLICK DEZIMAL-MULTIPLIKATION.................................................198 6.1.7.2 1 -BITX 1 -BIT-DUAL-MULTIPLIKATION ..................................................... 199 6.1.7.3 MEHR-BIT-DUAL-MULTIPLIKATION........................................................199 6.1.7.4 2-BITX2-BIT-DUAL-MULTIPLIKATION (F) ............................................... 200 6.1.7.5 BIT-SCHIEBE-MULTIPLIKATION ............................................................ 201 6.2 SIGNALGENERIERUNG.......................................................................................... 203 6.2.1 AKKUMULATOR.......................................................................................... 203 6.2.2 SAEGEZAHN ................................................................................................ 205 6.2.3 EINFACHER SPEICHERBASIERTER DIGITALER FUNKTIONSGENERATOR (*).................206 6.2.3.1 KLEINPROJEKT SINUS-SIGNALGENERATOR (TF) .........................................207 6.2.4 PULSWEITEN-MODULATION (PWM)............................................................. 207 6.2.4.1 KLEINPROJEKT PWM-GENERATOR (FT) ..................................................209 7. HINWEISE UND LOESUNGEN ZU DEN UEBUNGEN..........................................................210 8. STICHWORTVERZEICHNIS.......................................................................................... 250
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THWS Schweinfurt Zentralbibliothek Lesesaal

Bestandesangaben von THWS Schweinfurt Zentralbibliothek Lesesaal
Signatur:	2000 ZN 5600 M599
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