PODSTAWY TECHNIKI CYFROWEJ

Prezentacja na temat: "PODSTAWY TECHNIKI CYFROWEJ"— Zapis prezentacji:

1 PODSTAWY TECHNIKI CYFROWEJ
I INFORMATYKA WYKŁAD 01 dr Marek Siłuszyk

2 Plan wykładu: Czego nie robimy na Wykładzie !!! Informacje ogólne
Rozkład materiału Literatura Forma zaliczenia Ogólne wiadomości o Technice Cyfrowej PSpice 9.1 Wprowadzenie do aplikacji Teoria a praktyka Prosty przykład Katalogi na stronie www

3 ZAKAZ NIE WOLNO !!! 1. UŻYWAĆ TELEFONU 2. ŻUĆ GUMY

4

5 Studenci [INFORMATYCY] powinni (czytaj muszą) BARDZO DOBRZE znać MATEMATYKĘ i FIZYKĘ tzn.
Analizę matematyczną Rachunek różniczkowy i całkowy Fizykę Podstawy Elektroniki i Miernictwa . . . i TECHNIKĘ CYFROWĄ

6 OGÓLNY PROGRAM WYKŁADÓW
0. Wprowadzenie do wykładu: program, wymagania, literatura. Systemy liczbowe i kodowanie Arytmetyka dwójkowa Dwuelementowa algebra Boole'a. Funkcje i wyrażenia boolowskie Minimalizacja funkcji logicznych. Elementarne układy logiczne: bramki. Układy sekwencyjne: struktury i metody opisu. Logika przerzutników. Podstawy syntezy sekwencyjnych układów synchronicznych. Przykładowe realizacje układów sekwencyjnych. Układy komutacyjne i konwersji kodów: funkcje, struktury, zastosowania. 11. Rejestry równoległe i przesuwające. 12. Liczniki i układy zliczające: struktura i zastosowania. 13. Układy arytmetyczne: sumatory, subtraktory i komparatory 14. Układy programowalne 15. Pamięci półprzewodnikowe 16. Zaliczenie wykładu.

7 LITERATURA Gajewski P., Turczyński J., Cyfrowe układy scalone CMOS, WKiŁ, Warszawa 1990. Kalisz J., Podstawy elektroniki cyfrowej, WKiŁ, Warszawa 2002. Łakomy M., Zabrodzki I., Cyfrowe układy scalone, PWN, Warszawa 1980. Majewski W., Układy logiczne, WNT, Warszawa 1999. Misiurewicz P., Podstawy techniki cyfrowej, WNT, Warszawa 1992. Pieńkos J., Turczyński: J. „Układy cyfrowe TTL w systemach cyfrowych". WKiŁ, W-wa, 1986. Skorupski A., Podstawy budowy i działania komputerów, WKiL 1998. Willkinson B., Układy cyfrowe, WKiL 2000. Traczyk W., Układy cyfrowe. Podstawy teoretyczne i metody syntezy, WNT,. Warszawa 1982.

8 Wykład z Podstaw Techniki Cyfrowej
Kończy się Egzaminem !!!!!!!!! Warunki konieczne: Obecność na wszystkich zajęciach Aktywność na zajęciach Zaliczenia Ćwiczeń Laboratoryjnych z PTC Pozytywne napisanie Egzaminu Forma: Test jednokrotnego wyboru. Osoby, które nie spełnią powyższych wymagań będą miały problemy 

9 Technika Cyfrowa jest w dzisiejszych czasach obszarem wiedzy całkowicie interdyscyplinarnym.
Jej zagadnienia kształtowane są z jednej strony przez języki opisu sprzętu, a z drugiej przez programowalne moduły logiczne, śmiało mogą być zaliczone zarówno do Informatyki, Elektroniki jak i Telekomunikacji. Dzisiejsze metody projektowania układów cyfrowych polegają już nie tylko na składaniu układu z dostępnych składników, a raczej na procesie formalnej, abstrakcyjnej specyfikacji projektu w odpowiednim języku opisu sprzętu HDL (Hardware Description Language) oraz na transformacji tej specyfikacji przy użyciu różnorodnych narzędzi komputerowego wspomagania projektowania.

10

11 PSPICE 9.1 – aplikacja do modelowania układów:
elektrycznych, elektronicznych, cyfrowych Laboratorium

12 Free PSPICE 9.1 student version

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22 jak sie projektuje układy
A teraz krok po kroku jak sie projektuje układy w PSpice No to klikamy ...

23 UCY 7400 Różnice

24

25 Sygnał :

26 Sygnał analogowy - sygnał, który może przyjmować dowolną wartość z ciągłego przedziału (nieskończonego lub ograniczonego zakresem zmienności). Jego wartości mogą zostać określone w każdej chwili czasu dzięki funkcji matematycznej opisującej dany sygnał. Przeciwieństwem sygnału analogowego jest sygnał skwantowany. Sygnał cyfrowy - to sygnał, którego dziedzina i zbiór wartości są dyskretne. Jego odpowiednikiem o ciągłej dziedzinie i ciągłym zbiorze wartości jest sygnał analogowy. Znaczenie tego terminu może odnosić się do: wielkości fizycznej, która z natury jest dyskretna (np. liczba błysków lampy w ciągu godziny) wielkości pierwotnie ciągłej i analogowej, która została spróbkowana i skwantowana (np. sygnał na wyjściu komparatora napięcia kontrolującego pewien proces w określonych chwilach) każdej reprezentacji jednego z powyższych, w tym (najczęściej) w postaci ciągu liczb zapisanych w pamięci maszyny cyfrowej (np. plik komputerowy typu WAV). Współcześnie telekomunikacja i elektronika powszechnego użytku prawie całkowicie zostały zdominowane przez cyfrowe przetwarzanie sygnałów, które jest powtarzalne, bardziej niezawodne i tańsze od przetwarzania analogowego.

27 Sygnał ... Pozyskanie, w postaci cyfrowej, wartości chwilowych sygnału pozwala na cyfrowe obliczenie parametrów sygnału w odpowiednio zaprogramowanych systemach mikroprocesorowych i komputerowych. Podstawą cyfrowego przetwarzania sygnałów jest próbkowanie mierzonego sygnału w czasie i kwantowanie w amplitudzie wartości próbek (wartości chwilowych sygnału). Próbkowanie polega na pobieraniu wartości chwilowych sygnału w określonych chwilach czasowych, najczęściej co stały odstęp czasu TP (próbkowanie ze stałą częstotliwością fP). Uzyskuje się w ten sposób z analogowego sygnału ciągłego w czasie i w amplitudzie sygnał dyskretny w czasie

28 a). sygnał analogowy                    b). sygnał z pkt.1 po próbkowaniu u(kTp) c). sygnał z pkt. 1b po kwantowaniu.

29 Kwantowanie Wartości próbek sygnału po przetworzeniu w przetworniku A/C tworzą sygnał cyfrowy. Ponieważ na wyjściu przetwornika A/C może pojawić się tylko skończony zbiór wartości, zależny od kwantu (rozdzielczości przetwornika), proces przypisania wartości próbkom napięcia nazywany jest kwantowaniem. Przetworzenie sygnału w przetworniku A/C, polegające na porównaniu go z sygnałem odniesienia wymaga czasu. Szybkość działania przetwornika (parametry dynamiczne przetwornika) limituje czas próbkowania czyli czas, po którym można pobrać kolejna próbkę. Parametry dynamiczne przetwornika A/C decydują zatem o zakresie częstotliwości sygnału jaki możemy poddać obróbce cyfrowej bez straty informacji zawartej w sygnale pomiarowym.

30

31

32 Ze względu na różne czynniki, takie jak wahania napięcia zasilającego, zakłócenia zewnętrzne, rozrzut parametrów itp. sygnały przetwarzane w układach cyfrowych nie mają ściśle określonych wartości, stąd też liczby przypisuje się nie wartościom napięć, ale przedziałom napięć. W układach logicznych, gdzie są zdefiniowane tylko dwie wartości liczbowe, rozróżnia się dwa przedziały napięć: wysoki (ozn. H, z ang. high) i niski (ozn. L, z ang. low); pomiędzy nimi jest przerwa, dla której nie określa się wartości liczbowej – jeśli napięcie przyjmie wartość z tego przedziału, to stan logiczny układu jest nieokreślony. Jeśli do napięć wysokich zostanie przyporządkowana logiczna jedynka, a do niskich logiczne zero, wówczas mówi się, że układ pracuje w logice dodatniej (inaczej zwaną pozytywną), w przeciwnym razie mamy do czynienia z logiką ujemną (inaczej zwaną negatywną).

33 Katalogi układów TTL http://www.kf.imif.ap.siedlce.pl/Pliki/7400.pdf
Katalogi układów TTL

34 Dziękuję za Uwagę 