PODSTAWY TECHNIKI CYFROWEJ

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. http://www.kf.imif.ap.siedlce.pl/

5. Studenci [INFORMATYCY] powinni(czytaj muszą) BARDZODOBRZE 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.

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

12. Free PSPICE 9.1 student version

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

23. UCY 7400 Różnice

25. Sygnał ......: http://www.money.pl/pieniadze/nbparch/srednie/

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.

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

34. Dziękuję za Uwagę 