Osnovi digitalne elektronike 2+2+1

Dr Milan PonjavićDr Nenad JovičićMr Goran Savić

http://tnt.etf.bg.ac.rs/~si2ode/

Formiranje ocene

• 3 x 20 bodova po kolokvijumu• 3 domaca zadatka ukupno 20 bodova• 2 x 10 bodova po projektuUkupno 100 bodovaUkupno 100 bodova

• Integralni ispit, max 80 bodova• Domaci zadaci nisu nadoknadivi• Kolokvijumi i projekti jesu nadoknadivi• Lab vežbe obavezne, ne nose bodove

Literatura:

- Impulsna i digitalna elektronika, D.Živković, M.Popović- Digital Design Principles and Practicesby John F. Wakerlyby John F. Wakerly- “Zbirka rešenih zadataka iz Osnova digitalneelektronike”M. Ponjavić, V. Rajović, L.Karbunar

• Stari naziv dvosemestralnog predmeta sa fondom 3+3: Impulsna i digitalna elektronika

• Nazivi u stranoj literaturi: mix-signal electronic, digital electronicselectronic, digital electronics

ExampleA Simple Control Task: Industrial Heating(for C2H5OH production...)�– periodically read temperature (analog input)�– turn on/off heating according to temp. (1 digital output)�– current temperature is

System Design Alternatives

keypad

temp oC

�– current temperature is displayed (4 digit display)�– user can adjust temp, thresholds etc with buttons �(4 bits)�– serial interface to download temp. data for last 24 h (2 bit)

● >20 digital I/O lines, timer, serial interface, etc

DUS display

RS-232On/Off

DUS = mikroprocesorski sistem

Digital I/O

Kontrola grejačapreko digitalnogizlaza:

• Karakteristike grejača i povezivanje• Elektromehaničko rele, osobine, alternative• BJT u prekidačkom režimu• Kalem i kondenzator u prekidačkom režimu• Povezivanje na digitalni izlaz

• 7 Seg displays are 8 LED's (7 segments and DP)• Basically there are two types of 7-Seg display's:

- Common Cathode where all the segments share the same Cathode.- Common Anode where all Segments share the same Anode.

Svetlosna indikacija preko digitalnog izlaza:• LED dioda i LED displej• povezivanje na digitalni izlaz direktno i baferisano• povezivanje serijski

DIGITALNI ULAZI

• taster i prekidač

• normalno otvoren, normalno zatvoren

• aktivno stanje logicka nula, aktivno stanje logicka jedinica

• Podrhtavaje i eliminacija podrhtavanja

AnalogniulazAnalogniulaz

• Kondicioniranje signala sa senzora

• Zaštita ulaza

• aktivno stanje logicka nula, aktivno stanje logicka jedinica

• Podrhtavaje i eliminacija podrhtavanja

Microprocessor Implementation– CPU 8088– Clock generator 8284– 4 x 74HC373 (digital I/O)– UART (serial I/O) 8250B– programmable timer 8254– memory (SRAM, Flash, EEPROM)● requires ~10 chips (+ their connections) on PCB

� Small computer on a single integrated circuit� Simple CPU � Clock generator � Timers � I/O ports � Memory (RAM+ROM+FLASH) � Optimized for interrupt driven controller applications � Extensive analog and digital I/O.

Microcontroller Implementation

� Extensive analog and digital I/O.

Microcontroller requirements:�– CPU�– at least 20 digital I/O lines�– serial interface�– timer�– memory: SRAM, Flash..

Ilustracija softvera embedded sistema

2Q

1Q

0Q

3QBitA

// definicije i deklaracije

#define Ulaz P3_1

#define Izlaz1 P3_2

#define Izlaz2 P3_3

bdata char ShReg;// bit//adresibilni bajt

sbit Q4=ShReg^7;

sbit Q3=ShReg^6;

sbit Q2=ShReg^5;

Ulazsift registar(CLK

0Q

Šema za obradu binarnih signala.

sbit Q1=ShReg^4;

sbit Q0=ShReg^3;

bit BitA ,Tmp;

// deo C programa koji// realizuje// jedan korak pomeranja

Tmp=(BitA|Q3)&(Ulaz|Q0);

ShReg >>=1;

Q4=Tmp;

Izlaz1=Q1;

Izlaz2=Q2;

Comparator

-Input signal MUX

MCU HARDWARE RESOURCES

14

+Input signal MUX

Realizacija i električne osobine

VDD

1

23EN

Y

1

23

2

X

Praktični aspekti primene

• Grananje

• Refleksija

• Pojava lažnih nula i jedinica

Relaksacioni oscilatori i vremenska kola

• Multivibratori

• Generatori linearne vremenske baze

• Analogni tajmeri• Analogni tajmeri

• Digitalni tajmeri

• Mikroprocesorsaka supervizorska kola

Optoelektronske komponente

• Led diode

• Led displeji

• Optokapleri• Optokapleri

• Optogalvanska izolacija električnih sistema i fiberoptika

AD i DA konverija

• Realizacija AD i DA konvertora

• Naponske reference

• Multipleksiranje• Multipleksiranje

• Interfejsing i primena

Softverski interfejs mix-sig periferija

• Selekcija• Selekcija

• Interfejsing

• Inicijalizacija

• Upravljanje