User manual

OR
>
1
NAND
&
BCD Counter
Inhaltsverzeichnis
1. Sicherheitshinweise �������������������������������������������������������������������������������������� 5
2. Grundlagen des Brick'R'knowledge Systems������������������������������������������������������������������ 6
2.1 Der Masse-Brick ������������������������������������������������������������������������������������������������ 6
2.2 Die Spannungsversorgung ��������������������������������������������������������������������������������������� 6
2.3 Die Steckverbinder ���������������������������������������������������������������������������������������������� 7
3. Das Logic Set ������������������������������������������������������������������������������������������� 8
3.1 Die Bausteine im Überblick ��������������������������������������������������������������������������������������� 8
4. Grundlagen der digitalen Schaltungstechnik ���������������������������������������������������������������� 16
4.1 Was heißt eigentlich digital? ������������������������������������������������������������������������������������� 16
4.2 Logische Funktionen ������������������������������������������������������������������������������������������� 16
4.3 Zahlensysteme im Vergleich ���������������������������������������������������������������������������������� 18
4.4 Logikpegel ��������������������������������������������������������������������������������������������������� 19
4.4.1 Spannungsbereiche �������������������������������������������������������������������������������������� 19
4.4.2 Logische Zustände ���������������������������������������������������������������������������������������� 20
4.5 Schaltnetz ���������������������������������������������������������������������������������������������������� 21
4.6 Schaltwerk ��������������������������������������������������������������������������������������������������� 21
4.7 Glitches ������������������������������������������������������������������������������������������������������ 22
4.8 Programmierbare Logikbausteine �������������������������������������������������������������������������������� 23
4.8.1 Programmable Array Logic (PAL) bzw. Generic Array Logic (GAL) �������������������������������������������� 23
4.8.2 Complex Programmable Logic Device (CPLD) ��������������������������������������������������������������� 23
4.8.3 Field Programmable Gate Array (FPGA) �������������������������������������������������������������������� 23
4.8.3.1 FPGA-Grundstruktur������������������������������������������������������������������������������������� 24
4.8.3.2 Kongurierbare Logik-Blöcke (CLBs) �������������������������������������������������������������������� 24
4.8.3.3 Ein-/Ausgangs-Blöcke (IOBs) ��������������������������������������������������������������������������� 25
5. Schaltungsbeispiele ������������������������������������������������������������������������������������� 26
5.1 Grundschaltungen ��������������������������������������������������������������������������������������������� 26
5.1.1 Inverter �������������������������������������������������������������������������������������������������� 26
5.1.2 AND-Gatter ����������������������������������������������������������������������������������������������� 27
5.1.3 OR-Gatter ������������������������������������������������������������������������������������������������ 28
5.1.4 NAND-Gatter ���������������������������������������������������������������������������������������������� 29
5.1.5 NOR-Gatter ����������������������������������������������������������������������������������������������� 30
5.1.6 XOR-Gatter ����������������������������������������������������������������������������������������������� 31
5.1.7 XNOR-Gatter ���������������������������������������������������������������������������������������������� 32
5.2 Entprellungsschaltung ������������������������������������������������������������������������������������������ 33
5.3 Digitales Rechenwerk ������������������������������������������������������������������������������������������ 34
5.3.1 1-Bit-Halbaddierer ����������������������������������������������������������������������������������������� 34
5.3.2 1-Bit-Volladdierer ������������������������������������������������������������������������������������������ 35
5.3.3 4-Bit-Volladdierer ������������������������������������������������������������������������������������������ 37
5.4 Flipop / Bistabile Kippstufe ������������������������������������������������������������������������������������ 38
5.4.1 Flipop-Typen ��������������������������������������������������������������������������������������������� 39
5.4.1.1 Nicht taktgesteuerte Flipops ���������������������������������������������������������������������������� 39
5.4.1.2 Zustandsgesteuerte Flipops ����������������������������������������������������������������������������� 39
5.4.1.3 Einankengesteuerte Flipops ���������������������������������������������������������������������������� 39
5.4.1.4 Zweiankengesteuerte Flipops �������������������������������������������������������������������������� 39
5.4.2 RS-Flipop ������������������������������������������������������������������������������������������������ 40
5.4.3 D-Flipop ������������������������������������������������������������������������������������������������� 41
5.4.4 JK-Flipop ������������������������������������������������������������������������������������������������ 42
5.5 Schieberegister ������������������������������������������������������������������������������������������������ 44
5.5.1 Schieberegister mit seriellem Laden��������������������������������������������������������������������������� 44