Digitalstyring sammendrag

Like dokumenter
Løsningsforslag INF1400 H04

Løsningsforslag i digitalteknikkoppgaver INF2270 uke 5 (29/1-4/2 2006)

Repetisjon digital-teknikk. teknikk,, INF2270

INF1400. Karnaughdiagram

Dagens temaer. Architecture INF ! Dagens temaer hentes fra kapittel 3 i Computer Organisation and. ! Kort repetisjon fra forrige gang

Høgskoleni østfold EKSAMEN. Dato: Eksamenstid: kl til kl. 1200

Dagens temaer. Dagens temaer er hentet fra P&P kapittel 3. Motivet for å bruke binær representasjon. Boolsk algebra: Definisjoner og regler

Dagens temaer. Sekvensiell logikk: Kretser med minne. D-flipflop: Forbedring av RS-latch

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Dagens temaer. Dagens temaer hentes fra kapittel 3 i Computer Organisation and Architecture. Kort repetisjon fra forrige gang. Kombinatorisk logikk

Datamaskiner og operativsystemer =>Datamaskinorganisering og arkitektur

4 kombinatorisk logikk, løsning

Forelesning 6. Sekvensiell logikk

7. Hvilket alternativ (A, B eller C) representerer hexadesimaltallet B737 (16) på oktal form?

LØSNINGSFORSLAG 2006

Forelesning 3. Karnaughdiagram

UNIVERSITETET I OSLO

Dagens temaer. Architecture INF ! Dagens temaer hentes fra kapittel 3 i Computer Organisation and

TFE4101 Krets- og Digitalteknikk Høst 2016

Forelesning 7. Tilstandsmaskin

IN1020. Sekvensiell Logikk

Dagens temaer. Dagens temaer hentes fra kapittel 3 i læreboken. Oppbygging av flip-flop er og latcher. Kort om 2-komplements form

EKSAMEN Emnekode: ITD13012

INF1400. Sekvensiell logikk del 1

Emnenavn: Datateknikk. Eksamenstid: 3 timer. Faglærer: Robert Roppestad. består av 5 sider inklusiv denne forsiden, samt 1 vedleggside.

ITPE2400/DATS2400: Datamaskinarkitektur

INF1400. Sekvensiell logikk del 1

Dagens temaer. temaer hentes fra kapittel 3 i Computer Organisation. av sekvensielle kretser. and Architecture. Tilstandsdiagram.

Løsningsforslag til 1. del av Del - EKSAMEN

NY EKSAMEN Emnekode: ITD13012

Kapittel 5 Tilstandsmaskin

Høgskoleni østfold EKSAMEN. Emnekode: Emne: ITD13012 Datateknikk (deleksamen 1, høstsemesteret) Dato: Eksamenstid: kl til kl.

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN (Del 1, høsten 2015)

INF2270. Sekvensiell Logikk

Løsningsforslag til regneøving 6. a) Bruk boolsk algebra til å forkorte følgende uttrykk [1] Fjerner 0 uttrykk, og får: [4]

INF1400. Tilstandsmaskin

Dagens tema. Dagens temaer hentes fra kapittel 3 i læreboken. Repetisjon, design av digitale kretser. Kort om 2-komplements form

EKSAMEN (Del 1, høsten 2014)

INF1400. Tilstandsmaskin

Bokmål / Nynorsk / English NORGES TEKNISK- NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKK. Eksamen TFY4185 Måleteknikk

Øving 7: Løsningsforslag (frivillig)

IN1020. Logiske porter om forenkling til ALU

MAS 113 Digital Styring

MAX MIN RESET. 7 Data Inn Data Ut. Load

Dagens temaer. Dagens temaer hentes fra kapittel 3 i Computer Organisation and Architecture. Sekvensiell logikk. Flip-flop er

EKSAMEN I FAG TFE4101 KRETS- OG DIGITALTEKNIKK

En mengde andre typer som DVD, CD, FPGA, Flash, (E)PROM etc. (Kommer. Hukommelse finnes i mange varianter avhengig av hva de skal brukes til:

Eksamen i emne TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK Fredag 21. mai 2004 Tid. Kl

EKSAMEN I FAG TFE4101 KRETS- OG DIGITALTEKNIKK, LF DIGITALTEKNIKKDELEN AV EKSAMEN (VERSJON 1)

UNIVERSITETET I OSLO

Monostabil multivibrator One shot genererer en enkelt puls med spesifisert varighet kretsen har en stabil tilstand

Digital representasjon

Hva gikk vi gjennom forrige uke? Omid Mirmotahari 3

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I FAG TFE4101 KRETS- OG DIGITALTEKNIKK

INF1400 Kap 1. Digital representasjon og digitale porter

Repetisjon. Sentrale temaer i kurset som er relevante for eksamen (Eksamen kan inneholde stoff som ikke er nevnt her)

5 E, B (16) , 1011 (2) Danner grupper a' fire bit , (2) Danner grupper a' tre bit 1 3 6, 5 4 (8)

Dagens tema. Dagens tema hentes fra kapittel 3 i Computer Organisation and Architecture. Sekvensiell logikk. Flip-flop er. Tellere og registre

HiST-AFT-EDT Digitalteknikk EDT001T-A 11H

1. del av Del - EKSAMEN

Gruppa består av studenter fra AU2: Espen Seljemo, Vidar Wensel, Torry Eriksen, Magnus Bendiksen

INF3340/4340. Synkrone design Tilstandsmaskiner

INF3340. Tilstandsmaskiner

Universitetet i Agder. Fakultet for teknologi og realfag E K S A M E N. Elektriske kretser og PLS-programmering

MIK 200 Anvendt signalbehandling, Lab. 5, brytere, lysdioder og logikk.

Ferdighetsmål: Kunne forenkle boolske uttrykk Kunne implementere flerinputs-porter med bare 2-inputs porter

VEILEDNING TIL LABORATORIEØVELSE NR 8

Oppsummering av digitalteknikkdelen

V.17. Sven Åge Eriksen. Referanse:

Forelesning 2. Boolsk algebra og logiske porter

INF3340/4431. Tilstandsmaskiner

Løsningsforslag til eksamen i INF2270

UNIVERSITETET I OSLO

TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Gunnar Tufte

Høgskoleni Østfold. 1. del av Del - EKSAMEN. Datateknikk. Oppgavesettet består av 3 oppgaver. Alle sporsmal teller likt til eksamen.

Løsningsforslag til eksamen i INF2270

INF2270. Boolsk Algebra og kombinatorisk logikk

Monostabil multivibrator One shot genererer en enkelt puls med spesifisert varighet kretsen har en stabil tilstand

VEILEDNING TIL LABORATORIEØVELSE NR 4

Eksamen i emne TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK

Generell informasjon

Skanning del I INF /01/15 1

Løsningsforslag til 1. del av Del - EKSAMEN

kl 12:00 - mandag 31. mars 2008 Odde: uke 11 (12. mars 2008) Utlevert: fredag 7. mars 2008 Like: uke 13 (26. mars 2008) Regneøving 4

INF1400. Digital teknologi. Joakim Myrvoll 2014

TDT4110 IT Grunnkurs Høst 2015

Tilstandsmaskiner (FSM) Kapittel 5

UNIVERSITETET I OSLO

, ~', -~ lalle trykte og skrevne hjelpemidler. I Kalkulator som ikke kan kommunisere med andre.

Kombinatorisk og synkron logikk. Kapittel 4

TFE4101 Krets- og Digitalteknikk Høst 2016

INF1400 Kap 02 Boolsk Algebra og Logiske Porter

SIE 4005, 8/10 (3. Forelesn.)

Låsekretser (latch er) SR latch bygget med NOR S R latch bygget med NAND D latch. Master-slave D flip-flop JK flip-flop T flip-flop

Oppgave Nr.og navn LABORATORIEØVELSE NR 6 Revidert utgave desember 2014 T. Lindem, K. Ø. Spildrejorde, M. Elvegård

KONTINUASJONSEKSAMEN I FAG TFE4101 KRETS- OG DIGITALTEKNIKK - LF

INF3430/4431. VHDL byggeblokker og testbenker forts.

Transkript:

Digitalstyring sammendrag Boolsk algebra A + A = 1 AA = 0 A + A = A AA = A A + 0 = A A 1 = A A + 1 = 1 A 0 = 0 (A ) = A A + B = B + A AB = BA A + (B + C) = (A + B) + C A(BC) = (AB)C A(B + C) = AB + AC A + BC = (A + B)(A + C) (A + B) = A B (AB) = A + B Kernaughdiagram Q = A BC D + ABC D + ABC D + BCD + ABCD + ABC For hvert ledd i uttrykket setter man ett 1 tall der det gjelder. I leddene der ikke alle variablene er spesifisert setter man ett 1 tall i alle tilfellene for de uspesifiserte variablene. I resten av rutene putter man 0 tall. A'B' A'B AB AB' C'D' 0 0 1 0 C'D 0 1 1 0 CD 0 1 1 0 CD' 0 0 1 0 Marker ruter i rektangulær form som inneholder akkurat 2 k ruter. Du kan velge ruter som overlapper hverandre og som går fra kant til motsatt kant. Lag nå et nytt utrykk der du har ett ledd for hver markerte firkant. Leddet skal inneholde de variablene som er felles for alle rutene som er markert. Q = DB + AB Porter Navn Port Uttrykk Sannhetstabell 0 0 0 AND Q = AB 0 1 0 1 0 0 1 1 1 OR Q = A + B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1

NOT NAND NOR XOR XNOR Q = A' Q = (AB)' Q = (A + B)' Q = AB'+A'B = A B Q = AB + (AB)' = (A B)' A Q 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 NAND logikk Navn Port Uttrykk NOT Q = (AA)' AND Q = ((AB)'*(AB)')' OR Q = ((AA)'*(BB)')' NOR Q = (((AA)'*(BB)')'* ((AA)'*(BB)')')' XOR Q = ((A(AB)' )' *(B(AB)')' )' 2

XNOR Q = (((A(AB)')'*(B(AB)')')')' NOR logikk Navn Port Uttrykk NOT Q = (A + A)' OR Q = ((A + B)' + (A + B)')' AND Q = ((A + A)' + (B + B)')' NAND Q = (((A + A)' + (B + B)')' + ((A + A)' + (B + B)')')' XOR Q = (((A + A)' + (B + B)')' + (A + B)')' XNOR Q = ((A + (A + B)')' + (B + (A + B)')')' 3

Tilstandsdiagram Et tilstandsdiagram er et diagram som beskriver hvordan et system oppfører seg. Diagrammet har bobler som tilsvarer alle tilstandene og piler mellom de som tilsvarer alle tilstandsovergangene. Hver overgang er merket med x/y der x er input og y output i bit. Det er ikke alltid output er nødvendig. 0/1 0/1 1/1 0 1 1/0 Sekvensdiagram Et sekvensdiagram kan ha entydige og tvetydige tilstander. Entydige tilstander er tilstander som har en unik kombinasjon av inngangssignaler. Tvetydige tilstander er tilstander som har lik kombinasjon av inngangssignaler som én eller flere andre tilstander. Det er viktig å identifisere tvetydige signaler. Hvis de tvetydige tilstandene har forskjellige kombinasjoner av utgangssignaler må man kunne skille mellom de. Man kan bruke en av utgangssignalene hvis det er kontinuerlig og er slått på ved den ene tvetydige tilstanden, og av ved den andre. Hvis ikke må man lage et ekstra minne for å skille mellom de. 2 1 3 4 5 6 A B C X Y 4

I diagrammet over ser man at tilstandene 1 og 3, og 4 og 6 er tvetydige. Vi trenger ikke tenke på førstnevnte på grunn av like utgangssignaler. Sistnevnte kan løses med å bruke X til å skille de to. Lager et kernaugh diagram der man setter S der X starter og R etter X slutter. Alle tilstandene der X er høy blir Q(1), med mindre de er tvetydige med ulike utgangssignaler. Markerer Q(1), S og X i én gruppe og R og X i en annen. Q(0) kan ikke brukes i det hele tatt. X A'B' A'B AB AB' C' X X Q(1) S C Q(0) R X X X set = A X reset = BC Y A'B' A'B AB AB' C'X' X X X X C'X X X 0 0 CX 1 X X X CX' 0 1 X X Y = A B + A X = A (B + X) Multivibratorer En multivibrator er en elektronisk krets som kan være i 2 tilstander. Multivibratorer blir delt inn i 3 grupper. Astabil, der kretsen ikke er stabil i noen av tilstandene. Det vil si at den aldri kan hvile i en tilstand. En typisk astabil multivibrator er en oscillator. Monostabil, der kretsen er stabil i en av tilstandene. Det vil si at hvis du endrer tilstanden så vil den returnere til den opprinnelige tilstanden etter hvert. Bistabil, der kretsen er stabil i begge tilstandene. Det vil si at du alltid må bytte tilstand med et eksternt signal. Man deler vipper inn i latch og flip-flop. Latcher sjekker for input kontinuerlig. Flip-floper ignorerer input bortsett fra når overgangen fra et dedikert klokke signal går fra lav til høy. RS vippe En RS flip-flop har en set og en reset inngang. R S Q Q' 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 Ugyldig Ugyldig Når både R og S er satt til 1 er det ugyldig fordi da vil verdien av Q og Q' ble satt til 0 og vi vet ikke verdien av Q. Men fordi den ene banen vil være lengre enn den andre, vil den etter hvert slå seg til ro på enten 1 eller 0. 5

Det er enda et problem med denne vippen. Hvis vi lager en krets som tilsynelatende aldri vil kunne sette R og S til 1 på likt, som en inverter og AND port mellom de to inngangene, så vil det fortsatt være mulig at R og S blir satt til 1 på likt for en veldig kort periode på grunn av lenger bane. Synkron RS vippe Det tidligere nevnte problemet kan fikses ved å gjøre den avhengig av en klokke puls. Du må velge en god klokke puls, en som settes til 0 bare etter nok tid for S og R å være stabile. CLK Handling 0 Ingen 1 Samme som RS D vippe Data vippen beholder verdien til Q mens CLK er 0 og endrer verdier til Q til verdien av D når CLK er 1. CLK D Q 0 X Q 1 0 0 1 1 1 T vippe Toggle vippen bytter tilstand når T og CLK er 1. CLK T Q 0 X Q 1 0 Q 1 1 Q' JK vippe JK vippen fungerer som både SR og T vippe. CLK J K Q Kommentar 0 X X Q Ingen forandring 1 0 0 Q Bevarer tilstand 1 0 1 0 Reset 1 1 0 1 Set 1 1 1 Q' Toggle 6

Flytdiagram Start A B Nei Spørring B Nei Spørring Ja Ja Handling Handling A Stopp PLS Datatyper For å lagre data i minnet må du spesifisere en datatype. De forskjellige datatypene har forskjellige størrelse og kan dermed lagre forskjellige typer data. Datatypens størrelse vil bestemme hvor mange adresser den vil okkupere i minnet. For eksempel hvis du tildeler adresse 10 en double word vil den okkupere adresse 11, 12 og 13 også. Navn Størrelse Eksempel adresser Typer Bit 1b I0.0, Q0.1, M0.2 bool Byte 8b, 1B (2 8 = 256) IB1, QB2, MB3 byte, char Word 16b, 2B (2 16 = 65536) IW4, QW6, MW8 WORD, DATE, INT, SSTIME Double word 32b, 4B (2 32 ) ID9, QD13, MD17 DWORD, DINT, REAL, TIME 7

Konstanter Konstanter kan defineres med [type]#[format]#[verdi], [format]#[verdi], [type]#[verdi] eller bare [verdi]. [format] kan for eksempel være 16 for hexadecimal eller 2 for binær. Type Eksempel BOOL FALSE, TRUE BYTE B#2#101, B#16#FF WORD W#16#FFFF, W#32768, W#2#1001_0100 DWORD DW#16#FFFF_FFFF, 8#37777777777 INT -32768, 32767, INT#16#3F_FF REAL 123.4567, 2e4, 1.23E+02 S5TIME (SIMATIC time) S5T#5H10S, S5T#1H_1M_1S_10MS Counter C#10 Timere Timer S_PULSE Pulse timer S_PEXT Extended pulse timer S_ODT On-delay timer S_ODTS Retentive on-delay timer S_OFFDT Off-delay timer Beskrivelse Den maksimale tiden ut signalet er 1 er den samme som verdien t. Ut signalet kan ble satt til 0 fortere hvis inn signalet skifter til 0 før t. Ut signalet er 1 i tiden t, uansett om inn signalet endres til 0 før. Ut signalet er bare 1 etter tiden t og inn signalet fortsatt er 1. Ut signalet går bare fra 0 til 1 etter tiden t uansett om inn signalet er 0 eller 1. Ut signalet går til 1 når inn signalet blir 1. Når inn signalet blir 0 så starter t å telle. Etter tiden t settes ut signalet til 0 igjen. 8

Referanser [1] D. A. Sahu, «Clocked R-S, D, J-K and T Flip-Flop,» 5 Desember 2011. [Internett]. Available: http://www.iitg.ernet.in/asahu/cs221/lects/lec13.pdf. [2] PLC 4 good, «Siemens S7 SCL cheat sheet,» 23 Oktober 2013. [Internett]. Available: http://plc4good.org.ua/files/03_downloads/scl_table/scl-cheat-sheet.pdf. [3] T. K. Wroldsen, MAS218 forelesninger, 2014. 9