МиломирМиломир

ШојаШојаДејан Дејан

ЈокићЈокић

Предмет: ДИГИТАЛНА ЕЛЕКТРОНИКАДИГИТАЛНА ЕЛЕКТРОНИКА

Број кредита: 66

Седмично часова: 2+2+2+12+1 ((ПП++АВ+ЛВАВ+ЛВ) )

Укупно часова: 3030+45+45

Пун назив ДИГИТАЛНА ЕЛЕКТРОНИКА

Скраћени назив Статус Семестар ЕСПБ Фонд часова (П+А+Л)

обавезан V 6,0 2 2 1

Шифра предмета РИ-1-032

Школска година од које се програм

реализује2005/2006

Врста и ниво студија, студијски програми: Академски студиј

електротехнике. Први циклус. Студијски програми: Рачунарство иелектротехнике. Први циклус. Студијски програми: Рачунарство и

информатика

Условљеност другим предметима: Нема услова пријављивања и слушања

предмета. Потребна предзнања из предмета: Eлектроника - I и II

Циљеви изучавања предмета: Упознавање са принципима рада, анализом

и пројектовањем дигиталних кола и њихова примјена у електронским

уређајима (првенствено у рачунарским системима).

Име и презиме наставника и сарадника: Доц. др Миломир Шоја -

наставник, Дејан Јокић

Метод наставе и савладавање градива: Предавања, аудиторне вјежбе и

показне вјежбе на рачунару. Учење, тестови, задаће и консултације.

Садржај предмета по седмицама:

1 Увод. Обавезе и оцјењивање студената. Аналогна/дигитална електроника.

2 Бројни системи. Представљање бројева и кодови.

3 Булова алгебра. Дефиниција, функције, операције. Логички елементи.

4 Фамилије IC. Карактеристике и подјела. TTL, MOS, CMOS, BiCMOS.

5Комбинационa кола. Дефиниција, пројектовање, минимизација. Стандардне

функције.

6 Комбинационa кола. Декодери, кодери/енкодери, мултиплексери.

7 Комбинационa кола. Демултиплексери, аритметичка кола, компаратори.

8 I парцијални испит

Секвенцијална кола. Дефиниција, асинхрона и синхрона кола, пројектовање. 9

Секвенцијална кола. Дефиниција, асинхрона и синхрона кола, пројектовање.

Флип-флопови.

10 Секвенцијална кола. Регистри. Сабирнице.

11 Секвенцијална кола. Бројачи. Врсте и процедура пројектовања.

12 Полупроводничке меморије. ROM, PROM, ЕPROM, E2PROM.

13 Полупроводничке меморије. RAM, SRAM, DRAM.

14 Аналогно- дигитална A/D конверзија

15 Дигитално- аналогна D/A конверзија.

16 Програмабилна дигитална логичка кола. PLA, CPLD, FPGA.

17 II парцијални испит

Оптерећење студента по предмету:

Недјељно:

Кредитни

коефицијент

6/30=0,2

Недјељно оптерећење:

=0,2 x 40 сати

= 8 сати

У семестру:

Укупно оптерећење за предмет:

6 кредита x 30 сати/кредиту=180 сати

Активна настава:5 x15=75 сати предавања и

вјежби,

Континуална провјера знања: 16 сати

Завршна провјера знања: 4 сатa

Самосталан рад: учење, консултације 85 сата

Обавезе студента: Похађање наставе, задаће и тестови, колоквијуми,

консултације. Сви видови активности утичу на коначну оцјену.

Литература: 1. Б. Докић, „Интегрисана кола, аналогна и дигитална“,Литература: 1. Б. Докић, „Интегрисана кола, аналогна и дигитална“,

ЕТФ Бања Лука, Глас српски Бања Лука, Бања Лука 1999. год.; 2. Д. Б.

Живковић, М. В. Поповић: “Импулсна и дигитална електроника”,

Академска мисао, Београд; 3. М. Хрибшек, М.Поповић: “Зборник решених

проблема из импулсне и дигиталне електронике, I и II део - Кола са

дискретним компонентама”, Научна књига, Београд; 4. PowerPoint

презентација свих предавања, у електронском и чврстом облику.

Облици провјере знања и оцјењивање: Присуство настави до 5 бодова,

лаб. вјежбе и домаћи задаци до 15 бодова, колоквијуми до 50 бодова,

завршни испит до 30 бодова. Пролазна оцјена 50 бодова.

Посебна напомена за предмет:

Са становишта метрологије, мјерне физичке

величине могу бити аналогне (континуалне) и

дискретне.

АналогнеАналогне (континуалне)(континуалне) величине у коначном

домену својих вриједности могу имати

бесконачно много различитих вриједности са

бесконачно малим прираштајима.бесконачно малим прираштајима.

ANALOG - сличан

АналогниАналогни електронскиелектронски сигналсигнал (обично напон)

је СЛИЧАН (по амплитуди и фреквенцији)

оригиналном сигналу од кога је настао.

t

V

0

AC Аналогни електронски сигнал

АС аналогни сигнал –

наизмјенично је позитиван

и негативан. (људски глас,

преко микрофона и

одговарајућег АС

појачавача претворен у

електронски сигнал).

-V

DС аналогни сигнал –

увијек је позитиван или

негативан. (свјетлост,

преко свјетлосног

детектора и одговарајућег

DС појачавача претворена

у електронски сигнал).

АналогниАналогни кругкруг – електрични круг

дизајниран да обрађује аналогне

сигнале

АналогнаАналогна компонентакомпонента – компонентеАналогнаАналогна компонентакомпонента – компоненте

које чине аналогне кругове

АналогниАналогни кругкруг (често)(често) ==== ЛинеарниЛинеарни

кругкруг – круг код кога је излаз директо

пропорционалан улазу

Оксфордски ријечник енглеског језика:

DIGIT – цифра

У другом значењу ПРСТ, ШИРИНА ПРСТА.

DIGITAL – приказивање резултата помоћу

цифара

ДискретнеДискретне величиневеличине у датом интервалу могу

имати само одређене вриједности са коначним

прираштајима.

Елементарни квант - најмањи могући

коначни прираштај неке величине.

5

6

7

8

9

10 Цифара/нивоа напона

БАЗА 10

9 V

10 V

8 V

7 V

6 V

5 V6 V

0

1

2 Цифре/нивоа напона

БАЗА 2

5 V

0 V

Бинарна/

логичка 0

Први дигитални

системи (1950их)

0

1

2

3

4

4 V

3 V

2 V

1 V

0 V

6 V логичка 0

5 V

5 V

Бинарно/

логичко 1

Сложено

генерисање и

распознавање 1010

нивоа напона

Рјешење проблема – примјена бројног

система са 22 умјесто са 10 стања.

Такав систем назива се БИНАРНИ и

има само двије цифре (00,,11).

Могуће генерисање кода за све бројеве,Могуће генерисање кода за све бројеве,

слова, симболе.

Због рада са само 2 стања кругови

једноставнији, а имају већу тачност

(мала могућност за погрешно

разликовање нивоа)

Бинарна цифра (бит)Бинарна цифра (бит) – 00 или 11.

БитБит - јединица за количину информација.

ДигиталниДигитални сигналсигнал - Комбинација бинарних

цифри (бита) – низ импулса који представља

било коју информацију у облику бинарног

кода.кода.

“i”

ДигитализацијаДигитализација – Претварање

аналогних сигнала у дигиталне.

Увођење кругова и система

дигиталне електронике у праксу.

Замјена постојећих аналогних

система дигиталним.

ДигиталнаДигитална револуцијареволуција – Масовно

увођење система дигиталне

електронике, првенствено рачунара,

у употребу, са огромним утицајем на

све аспекте људског живота

(последњих 20-так година).

•• ПоновљивостПоновљивост резултатарезултата:: За исти скуп улаза

(према вриједности и временском слиједу

понављања) правилно пројектован

дигитални систем увијек даје исте резултате.

Излази аналогног система зависе од

температуре, напона напајања, старења

компоненти и сл.

•• ЈедноставноЈедноставно пројектовањепројектовање:: Пројектовање•• ЈедноставноЈедноставно пројектовањепројектовање:: Пројектовање

дигиталних кругова је логично и једноставно.

Није потребан никакав посебан математички

апарат. Понашање малих логичких кругова је

могуће визуелизoвати „у глави“, без посебног

улажења у проблематику рада кондензатора,

транзистора или других компоненти које, у

аналогној електроници треба моделовати.

•• ФлексибилностФлексибилност ии функционалностфункционалност:: Посебно

важе за програмабилне системе.

•• ПрограмабилностПрограмабилност:: Већина дигиталног

дизајна данас се одвија кроз писање програма

у HDLs (hardware description languages). Ови

језици омогућују да и структура и функција

дигиталног круга буду моделирани. Осимдигиталног круга буду моделирани. Осим

компајлера, типичан HDL долази са

симулатором и програмом који врши синтезу.

Софтверским алатима се истестира понашање

хардверског модела прије стварне градње

хардвера, а онда се модел синтетизује унутар

одређене технолошке компоненте.

•• БрзинаБрзина:: Појединачни транзистори у

најбржим интегрисаним круговима прекидају

унутар 1010 psps, комплетна сложена компонента

даје излазе за мање од 22 nsns (>>500500 милиона

резултата у секунди).

•• ЕкономичностЕкономичност:: Дигитални кругови имају

сложене функције реализоване на малом

простору („чипови“) – масовна производња попростору („чипови“) – масовна производња по

ниској цијени.

•• СталноСтално унапређењеунапређење технологијетехнологије:: Брже,

јефтиније и боље технологије се појављују

сваких неколико година (Муров закон). Могуће

дизајнирање система способног да прихвати

компоненте које ће се појавити у будућности.

А) Основе електротехнике:А) Основе електротехнике: Напон, струја, отпор, снага

Б) Електронске компонете:Б) Електронске компонете:

Б1) DC/AC компоненте: Отпори, претварачи притиска,

термопарови, фотоотпори, батерије, осигурачи, прекидачи,

кондензатори, електромагнети, релеји, пригушнице, трансформатори,

жице, каблови, конектори, штампане плоче,

Б2) Полупроводничке компоненте: Диоде, BJT, FET, SCR,

TRIAC, DIAC, UJT, oптоелектронске компоненте, термистори,

варистори, Холови и пиезоелектрични сензори,

В) Електронски кругови:В) Електронски кругови:

В1) Аналогни (линеарни) кругови: Исправљачи,В1) Аналогни (линеарни) кругови: Исправљачи,

регулатори, множачи, клипери, клампери, појачавачи, осцилатори,

операциони појачавачи, функцијски генератори, тајмери, PLL

кола,комуникациона кола, импулсна кола,

ВВ22)) ДигиталниДигитални круговикругови (са(са двадва стања)стања):: Логички гејтови,

декодери, енкодери, компаратори, регистри, бројачи, мултиплексери,

демултиплексери, FF, тајмери, аритметички кругови, меморијски

кругови, програмабилни логички уређаји (PLA), AD и DA конвертори,

микрокомпјутери, интерфејсни кругови, периферали,

Г)Г) ЕлектронскиЕлектронски системисистеми:: комуникације, процесирање података,

потрошачки, индустријски, тестни, мјерни, биомедицински системи.

ТАКТ

МИКРО

ПРОЦЕСОР

A

D A

D

Аналогни

улази

Аналогни

излази

каа

Управљачка

сабирница

Дигитални рачунар са AD улазима/излазима

МЕМОРИЈА

ROM/RAM

U/I

ИНТЕРФЕЈС

Дигитални

улази

Дигитални

излази

Ул. порт Изл. порт

Улазн

а сабирница

Изл

азн

а сабирницаСабирница податак

Адрес

на сабирница

Управљачка

сабирница

КРАЈ УВОДАКРАЈ УВОДА