مدار منطقي
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 41

مدار منطقي محمد لآلي WWW.Laali.ir [email protected] PowerPoint PPT Presentation


  • 104 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

مدار منطقي محمد لآلي WWW.Laali.ir [email protected] ساختار درس و نحوه نمره دهي. کتاب : Digital Design, موريس مانو حل تمرين : -- تمرين: 2 ميان ترم: 6 امتحان نهايي: 12 نمره اضافي!!. منابع اضافی.   مراجع و منابع درسي: 1) طراحي ديجيتال(مدار منطقي)، تاليف: موريس مانو

Download Presentation

مدار منطقي محمد لآلي WWW.Laali.ir [email protected]

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Www laali ir laalitmu gmail

مدار منطقي

محمد لآلي

WWW.Laali.ir

[email protected]


Www laali ir laalitmu gmail

ساختار درس و نحوه نمره دهي

کتاب:

Digital Design,

موريس مانو

حل تمرين:

--

تمرين: 2

ميان ترم: 6

امتحان نهايي: 12

نمره اضافي!!


Www laali ir laalitmu gmail

منابع اضافی

  •   مراجع و منابع درسي:

  • 1) طراحي ديجيتال(مدار منطقي)، تاليف: موريس مانو

  • 2)تحليل و طراحي مدارهاي منطقي ديجيتال، تاليف: ويكتور پ. نلسون

  • 3) مدار منطقي، تاليف: هادي يوسفي

  • 4)Fundamentals of Digital Logic and Microcomputer Design, Rafiquzzaman

  • نرم افزار:

  • 1) OrCADver 9.2                    

  • 2) Proeus 6.9 S.P.2                

  • 3)ModelSim


Www laali ir laalitmu gmail

فهرست مطالب درس مدار منطقي

  • سيستم دودويي

  • جبر بولي

    • And, or , nor , nand

    • ساده سازی

    • جدول کارنو

  • مدارات ترکيبي

    • جمع کننده، ضرب کننده، تفريق گر

    • تسهيم کننده، de-multiplexer

    • مقايسه گر

    • Decoder Encoder

  • مدارهاي ترتيبي همزمان

    • فليپ فلاپ

    • رجيستر

    • حافظه

    • شمارنده

  • مدارهاي ترتيبي غير همزمان

VHDL


Www laali ir laalitmu gmail

ديجيتال در مقابل آنالوگ

  • يک سيستم آنالوگ داراي محدوده پيوسته اي از مقادير است. مثل:

    • دما سنج جيوه اي

    • چشم انسان

    • ضبط صوت

  • يک سيستم ديجيتالي يک مجموعه ناپيوسته از مقادير دارد:

    • دماسنج ديجيتالي

    • CD

    • دوربين ديجيتالي


Www laali ir laalitmu gmail

مزاياي سيستمهاي ديجيتالي

  • مدارهاي الکترونيکي ارزان

  • تنطيم و کاليبراسيون آسان

  • نويز کمتر و مقاومت در برابر نويز

سيگنال ديجيتال

سيگنال آنالوگ


Www laali ir laalitmu gmail

سيستم دودويي

  • عناصر ناپيوسته اطلاعات توسط بيتهايي که کد دودويي ناميده مي شود نمايش داده مي شوند. مثال:

    • (09)10 = (1001)2

    • (15)10 = (1111)2


Www laali ir laalitmu gmail

مبنای 10

Weights:

MSD

LSD

مرور سيستم دهدهي

  • پايه 10 است و ارقام 0، 1، ... 9 مي باشند.

  • براي اعداد بزرگتر از 9، يک رقم با اهميت تر به سمت چپ اضافه کنيد. مثلا: 19>9

  • هر محل داراي يک وزن است:

  • به عنوان مثال عدد 1936.25را مي توان به صورت زير نمايش داد:


Www laali ir laalitmu gmail

سيستم عدد نويسي دودويي

Weights:

MSB

LSB

سيستم عدد نويسي دودويي

  • پايه 2 است و ارقام 0، 1هستند.

  • براي اعداد بزرگتر از 1، يک رقم با اهميت تر به سمت چپ اضافه کنيد. مثلا: 10>1

  • هر محل داراي يک وزن است:

  • به عنوان مثال عدد 10111.01را مي توان به صورت زير محاسبه کرد:


Www laali ir laalitmu gmail

سيستم عدد نويسي دودويي

  • (110000.0111)2 = ( ? )10

  • جواب: 48.4375

    در دنياي کامپيوتر:

    • 210=1024 با K (کيلو) نشان داده مي شود.

    • 220=1048576 با M (مگا) نشان داده مي شود.

    • 230= گيگا (G)

    • 240 = ترا (T)

  • چه تعداد بيت در يک حافظه 16GByte وجود دارد؟


Www laali ir laalitmu gmail

مبناهاي 8 و 16

  • مبناي 8

    • پايه 8 است و رقمها 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7هستند

  • (236.4)8 = (158.5)10

  • مبناي 16

    • پايه 16 است و رقمهاي 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9از سيستم دهديي قرض گرفته شده اند و از A, B, C, D, E, F به ترتيب براي نمايش رقمهاي 10، 11، 12، 13، 14، 15 استفاده مي گردد.

  • (D63FA)16 = (877562)10


Www laali ir laalitmu gmail

تبديل از دهدهي به دودويي

  • معادل دودويي عدد 37 را پيدا کنيد.

1

= 18 + 0.5

LSB

0

= 9 + 0

1

= 4 + 0.5

0

= 2 + 0

0

= 1 + 0

MSB

1

= 0 + 0.5

?

جواب:


Www laali ir laalitmu gmail

تبديل از دهدهي به دودويي

تبديل اعداد اعشاري:

  • معادل دودويي (0.8542)10را تا شش رقم دقت پيدا کنيد.

0.8542 x 2 = 1 + 0.7084 a-1 = 1

0.7084 x 2 = 1 + 0.4168 a-2 = 1

0.4168 x 2 = 0 + 0.8336 a-3 = 0

0.8336 x 2 = 1 + 0.6672 a-4 = 1

0.6672 x 2 = 1 + 0.3344 a-5 = 1

0.3344 x 2 = 0 + 0.6688 a-6 = 0

(53.8542)10 = ( ? )2


Www laali ir laalitmu gmail

تبديل از دهدهي به مبناي 8

  • عدد را بر 8 تقسيم کنيد. باقيمانده تقسيم کم ارزشترين بيت است.

  • سپس خارج قسمت را بر 8 تقسيم کنيد. باقيمانده بيت کم ارزش بعدي است.

  • اين کار را تا وقتي که خارج قسمت از 8 بزرگتر است ادامه دهيد.

عدد 1122 را به مبناي 8 ببريد:

LSB

MSB


Www laali ir laalitmu gmail

تبديل از دهدهي به مبناي 8

  • عدد (0.3152)10را به مبناي 8 ببريد. (با چهار رقم دقت)

0.3152 x 8 = 2 + 0.5216 a-1 = 2

0.5216 x 8 = 4 + 0.1728 a-2 = 4

0.1728 x 8 = 1 + 0.3824 a-3 = 1

0.3824 x 8 = 3 + 0.0592 a-4 = 3

(1122.3152)10 = ( ? )8


Www laali ir laalitmu gmail

جدول تبديل

00

01

02

03

04

05

06

07

10

11

12

13

14

15

16

17

Octal


Www laali ir laalitmu gmail

استفاده از جدول تبديل

  • تبديل از و به مبناهاي 2 و 8 و 16 در دنياي ديجيتال مهم هستند.

  • چون 23=8 و 24=16 هر رقم در مبناي 8 معادل سه بيت باينري و هر رقم مبناي 16 معادل 4 بيت باينري است.

  • (010 111 100 . 001 011 000)2 = (274.130)8

  • (0110 1111 1101 . 0001 0011 0100)2 = (6FD.134)16

from

table


Www laali ir laalitmu gmail

مکمل گيري

اعداد دهدهي

مکمل 9 و مکمل 10

مکمل 1 و مکمل 2

اعداد باينري

  • در کامپيوترهاي ديجيتالي از تکنيک مکمل گيري براي انجام عمل تفريق استفاده مي کنند.

    • براي پيدا کردن مکمل 1 يک عدد باينري تمام 0 ها را يک و تمام 1 ها را به 0 تبديل کنيد.

    • براي پيدا کردن مکمل 2 ، مکمل 1 را با 1 جمع کنيد.

    • يک راه ديگر اين است که اولين 1 را از سمت راست پيدا کرده و تمام ارقام بعد از آن را معکوس کنيد.

  • مکمل 9 عدد دهدهي N برابر است با :(10n-1) –N

  • مکمل 10 عدد دهدهي N برابر است با:10n – N

  • مکمل 1 عدد باينريN برابر است با :(2n-1) – N

  • مکمل 2 عدد باينري N برابر است با:2n – N


Www laali ir laalitmu gmail

مکمل

  • مکمل 9 عدد 12345 : (105– 1) – 12345 = 87654

  • مکمل 9 عدد 012345 : (106 – 1) – 012345 = 987654

  • مکمل 10 عدد 739821: 106– 739821 = 260179

  • مکمل 10 عدد 2500: 104 – 2500 = 7500

  • مکمل 9 و 10 عدد 000 000 00 را پيدا کنيد:

جواب: 99999999 و 00000000


Www laali ir laalitmu gmail

مکمل 1 و مکمل 2

  • مکمل 1 عدد 1101011 برابر است با 0010100

  • مکمل 2 عدد0110111 برابر است با 1001001

  • مکمل 1 و 2 عدد 10000000 را پيدا کنيد:

    جواب:01111111و 10000000


Www laali ir laalitmu gmail

استفاده از مکمل گيري براي تفريق

  • تفريق دو عدد n رقمي و بدون علامت (M-N) در مبناي r

    • Mرا با مکمل r عدد Nجمع کنيد: M + (rn – N)

    • اگرM≥N نتيجه جمع داراي رقم نقلي خواهد بود که از آن صرفنظر مي کنيم.

    • اگر M≤Nنتيجه جمع داراي رقم نقلي نخواهد بود و نتيجه منفي است. لذا عدد را دوباره به فرم ممکل r تبديل کنيد تا متوجه شويد که نتيجه حاصله، منفي چه عددي است.


Www laali ir laalitmu gmail

استفاده از مکمل گيري براي تفريق

  • انجام تفريق 150 – 2100 با استفاده از مکمل 10

M = 150

مکمل 10 N = 7900

Sum = 8050

There’s no end carry  negative

Answer: – (10’s complement of 8050) = – 1950

  • انجام تفريق 7188 – 3049 با استفاده از مکمل 10

M =7188

10’s complement of N = + 6951

Sum = 14139

Discard end carry 104 = – 10000

Answer = 4139


Www laali ir laalitmu gmail

استفاده از مکمل گيري براي تفريق

تفريق باينري هم به همين صورت انجام مي گردد:

  • تفريق1010100 – 1000011را با استفاده از مکمل 2

  • تفريق1000011 – 1010100 را با استفاده از مکمل 2 انجام دهيد:

A = 1010100

2’s complement of B = + 0111101

Sum = 10010001

end carry

Discard end carry = – 10000000

Answer = 0010001

جواب = – 0010001


Www laali ir laalitmu gmail

اعداد دودويي علامت دار

  • يک راه ديگر براي نمايش اعداد منفي استفاده از بيت علامت است.

  • اين بيت سمت چپ ترين بيت است و اگر يک باشد عدد منفي و در غير اين صورت عدد مثبت است.

9 (unsigned binary)

01001

+9 (signed binary)

25 (unsigned binary)

11001

– 9 (signed binary)


Www laali ir laalitmu gmail

جمع حسابي

  • اعداد منفي را ابتدا به فرم ممکل دو تبديل کنيد و جمع را انجام دهيد. اگر نتيجه منفي بود، عدد را دوباره به فرم ممکل دو تبديل کنيد تا متوجه شويد که نتيجه ، منفي چه عددي است.

–611111010

+13 00001101

+7 00000111

+ 600000110

+13 00001101

+19 00010011

Add –6 and –13

Answer = 11101101


Www laali ir laalitmu gmail

نمايش داخلي و خارجي

Another

Computer

External

Representation

External

Representation

Internal

Representation

Human

CPU

Memory

External

Representation

Device

نمايش داخلي و خارجي


Www laali ir laalitmu gmail

نمايش خارجي

  • اعداد

    • اتوسط محاسباتي كه بر روي آنان انجام مي گيرد تغيير پيدا مي كند.

      • نمايش داخلي: كارآمدي انجام محاسبات.

      • نمايش خارجی: جهت نمايش

  • حروف الفبا،علائم و برخي اعداد

    • عناصر اين داده ها توسط هيچ پردازشي تغيير پيدا نمي كنند.

      • نمايش داخلي : نيازي به نمايش داخلي ندارند،

      • نمايش خارجي : پردازش و ارائه در فرمت های نمایشی


Www laali ir laalitmu gmail

نمايش خارجي

مثال:اعداد دهدهي

  • نمايش به صورت يك كد باينري دودوئي.

  • نمايش بصورت BCD( Binary Coded Decimal)

Decimal BCD Code

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001


Www laali ir laalitmu gmail

جمع BCD

مثال

8

1000

Eight

+5

+0101

Plus 5

13

1101

is 13 (> 9)

نتیجه غلط است و باید اصلاح گردد

8

1000

Eight

+5

+0101

Plus 5

13

1101

is 13 (> 9)

+0110

so add 6

carry = 1

0011

leaving 3 + cy

0001 | 0011

Final answer (two digits)

قانون1 : اگر نتیجه بزرگ تر از 9 بود، باید مقدار 6 به حاصل اضافه شود

قانون 2: اگر نتیجه از 15 بزرگتر شود، باز هم باید مقدار 6 به حاصل اضافه شود


Www laali ir laalitmu gmail

مثال: جمع BCD

  • Add 2905BCD to1897BCD

0001 1000 1001 0111

+ 0010100100000101


Www laali ir laalitmu gmail

انواع كدهاي دسيمال

  • 8,4,2,-2,1,-1هر كدام وزن هايي هستند كه به هر بيت اختصاص پيدا كرده اند.

Decimal BCD(8421) 2421 84-2-1Excess-3

0 0000 0000 0000 0011

1 0001 0001 0111 0100

2 0010 0010 0110 0101

3 0011 0011 0101 0110

4 0100 0100 0100 0111

5 0101 1011 1011 1000

6 0110 1100 1010 1001

7 0111 1101 1001 1010

8 1000 1110 1000 1011

9 1001 1111 1111 1100


Www laali ir laalitmu gmail

كد گري

  • يكي از خصيصه هاي كد گري اينست كه دو كد متوالي آن تنها در يك بيت با يكديگر تفاوت دارند.

  • خصيصة فوق در بعضي مواقع كاربرد دارد.

Gray Binary

g3 g2 g1 g0 b3 b2 b1 b0

Decimal

number

0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 0 0 0 1 0 0 0 1

2 0 0 1 1 0 0 1 0

3 0 0 1 0 0 0 1 1

4 0 1 1 0 0 1 0 0

5 0 1 1 1 0 1 0 1

6 0 1 0 1 0 1 1 0

7 0 1 0 0 0 1 1 1

8 1 1 0 0 1 0 0 0

9 1 1 0 1 1 0 0 1

10 1 1 1 1 1 0 1 0

11 1 1 1 0 1 0 1 1

12 1 0 1 0 1 1 0 0

13 1 0 1 1 1 1 0 1

14 1 0 0 1 1 1 1 0

15 1 0 0 0 1 1 1 1

كد گري 4-بيتي


Www laali ir laalitmu gmail

تحليل كد گري

  • فرض كنيد بيت هاي gngn-1...g1g0نمايش دهندة يك كد گري براي عدد باينري bnbn-1…b1b0باشند.

Reflection of Gray codes

0 0 0 0 00 0 000

1 0 1 0 01 0 001

1 1 0 11 0 011

1 0 0 10 0 010

1 10 0 110

1 11 0 111

1 01 0 101

1 00 0 100

1 100

1 101

1 111

1 010

1 011

1 001

1 101

1 000


Ascii

نمايش كاراكترها بوسيلة كدASCII

ASCII (American Standard Code for Information Interchange) Code

MSB (3 bits)

0 1 2 3 4 5 6 7

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

A

B

C

D

E

F

NUL

SOH

STX

ETX

EOT

ENQ

ACK

BEL

BS

HT

LF

VT

FF

CR

SO

SI

DLE

DC1

DC2

DC3

DC4

NAK

SYN

ETB

CAN

EM

SUB

ESC

FS

GS

RS

US

SP

!

#

$

%

&

(

)

*

+

,

-

.

/

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

:

;

<

=

>

?

@

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

[

\

]

m

n

a

b

c

d

e

f

g

h

I

j

k

l

m

n

o

P

q

r

s

t

u

v

w

x

y

z

{

|

}

~

DEL

LSB

(4 bits)


Ascii1

نمايش كاراكترهاي كنترلي توسط كد ASCII

DC1 Device Control 1

DC2 Device Control 2

DC3 Device Control 3

DC4 Device Control 4

NAK Negative Acknowledge (CC)

SYN Synchronous Idle (CC)

ETB End of Transmission Block (CC)

CAN Cancel

EM End of Medium

SUB Substitute

ESC Escape

FS File Separator (IS)

GS Group Separator (IS)

RS Record Separator (IS)

US Unit Separator (IS)

DEL Delete

NUL Null

SOH Start of Heading (CC)

STX Start of Text (CC)

ETX End of Text (CC)

EOT End of Transmission (CC)

ENQ Enquiry (CC)

ACK Acknowledge (CC)

BEL Bell

BS Backspace (FE)

HT Horizontal Tab. (FE)

LF Line Feed (FE)

VT Vertical Tab. (FE)

FF Form Feed (FE)

CR Carriage Return (FE)

SO Shift Out

SI Shift In

DLE Data Link Escape (CC)

.

(CC) Communication Control

(FE) Format Effector

(IS) Information Separator


Www laali ir laalitmu gmail

كدهاي تشخيص خطا

  • سيستم توازن:

    • ساده‌ترين روش براي تشخيص خطا.

    • يك بيت توازن به اطلاعات اضافه مي گردد.

    • دو نوع توازن وجود دارد،توازن زوج و توازن فرد.

  • توازن زوج:

    • يك بيت به اطلاعات اضافه مي‌شود بنابراين تعداد كل 1هاي كد زوج است.

      1011001 0

      1010010 1


Www laali ir laalitmu gmail

كدهاي تشخيص خطا

  • توازن فرد:

    • يك بيت به اطلاعات اضافه مي‌شود.بنابراين تعداد كل بيت‌ها فرد است.

1011001 1

1010010 0


Www laali ir laalitmu gmail

انتقال اطلاعات توسط رجيسترها

J


Www laali ir laalitmu gmail

پردازش اطلاعات دودويي


Www laali ir laalitmu gmail

گیت های لاجیک

  • علائم

  • نمایش به شکل موج


Www laali ir laalitmu gmail

تمرين

  • فصل اول

    • 10, 11, 13, 17, 18, 22, 23, 24 , 36

    • تحويل 1اسفند


  • Login