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Digitaltechnik Elektronik 4
Digitaltechnik
Elektronik 4




Klaus Beuth

Vogel Buchverlag
EAN: 9783802319587 (ISBN: 3-8023-1958-3)
560 Seiten, hardcover, 17 x 25cm, Juni, 2003

EUR 34,80
alle Angaben ohne Gewähr

Umschlagtext
Die Digitaltechnik wird umfassend, übersichtlich und leicht verständlich dargestellt. Ausgehend von den Grundlagen werden die Strukturen schrittweise entwickelt, wesentliche Inhalte hervorgehoben und Zusammenhänge erläutert. Das Werk kann sowohl unterrichtsbegleitend als auch im Selbststudium eingesetzt werden. Lernziel-Tests zu jedem Kapitel überprüfen den Wissensstand.



- Logische Verknüpfungen

- Schaltungsanalyse, -synthese, Schaltalgebra

- Binäre Schaltungen, Codes und Zahlensysteme

- Digitale Schaltungen, sequentielle Logik, Rechenschaltungen

- Zähler und Frequenzteiler

- Digital-Analog- und Analog-Digital-Umsetzer

- Mikroprozessoren und Mikrocomputer

- Programmierbare Logikschaltungen
Rezension
Das Buch "Digitaltechnik" aus der Vogel Fachbuchreihe Elektronik führt die Kenntnisse aus den ersten drei Bänden fort. Wie alle Bücher der Reihe ist es zum Selbststudium oder unterrichtsbegeleitend geeignet, Tests am Ende der Kapitel dienen der Lernzielkontrolle. Alle nötigen Vorkenntnisse werden in den ersten drei Bänden vermittelt.
Besonders gut gefällt mir, dass zwar die Funktionen mathematisch, logisch und funktionell hergeleitet werden, aber auch Praxisprobleme wie Leistungsaufnahme, Geschwindigkeit und Störsicherheit behandelt werden. Inhaltlich ist das Buch sehr ausführlich, es werden von den logischen Verknüpfungen, über Kippschaltungen, Register, Speicher, Rechenschaltungen zu programmierbaren Schaltungen und Mikroprozessor.
Verlagsinfo
Inhalte sind: Bausteine der Digitaltechnik, Kodiersysteme, Schaltungsanalyse, Fehlersuche, Schaltalgebra, Schaltungssynthese, Normalformen, Karnaugh-Diagramme, Entwurf von Digitalschaltungen nach gegebenen Bedingungen, Minimierung, Flipflop-Arten, Zähler, Register, Addier- und Kodierschaltungen, integrierte Schaltkreise, Schaltkreisfamilien, DTL, TTL, MOS, CMOS, Schottky-TTL, ECL, Entwurfsbeispiele, Speicher, RAM, ROM, PROM, Befehlssysteme, Mikroprozessor, Schaltungsbeispiele, Steuerschaltungen mit Mikroprozessor, Mikrocomputer.
Inhaltsverzeichnis
Vorwort

1 Grundbegriffe

1.1 Analoge und digitale Größendarstellung
1.1.1 Analoge Größendarstellung
1.1.2 Digitale Größendarstellung
1.2 Binäre und logische Zustände
1.3 Lernziel-Test

2 Logische Verknüpfungen
2.1 Grundfunktionen und Grundglieder (Grundelemente)
2.1.1 UND-Verknüpfung (Konjunktion) und UND-Glied (UND-Element)
2.1.2 ODER-Verknüpfung (Disjunktion) und ODER-Glied (ODER-Element)
2.1.3 Verneinung (Negation) und NICHT-Glied (NICHT-Element)
2.1.4 Grundglieder (Grundelemente)
2.2 Zusammengesetzte Glieder (Elemente)
2.2.1 NAND-Glied (NAND-Element)
2.2.2 NOR-Glied (NOR-Element)
2.2.3 ÄQUIVALENZ-Glied (ÄQUIVALENZ-Element)
2.2.4 ANTIVALENZ-Glied (EXKLUSIV-ODER-Glied, XOR-Glied)
2.2.5 Verknüpfungsmöglichkeiten bei Gliedern mit zwei Eingängen
2.3 Glieder mit drei und mehr Eingängen
2.4 Lernziel-Test

3 Schaltungsanalyse
3.1 Wahrheitstabelle und Digitalschaltung
3.1.1 Wahrheitstabelle einer Digitalschaltung mit 2 Eingängen
3.1.2 Wahrheitstabelle einer Digitalschaltung mit 3 Eingängen
3.2 Funktionsgleichung und Digitalschaltung
3.2.1 Bestimmung der Funktionsgleichung einer gegebenen Digitalschaltung
3.2.2 Darstellung einer Digitalschaltung nach gegebener Funktionsgleichung
3.3 Soll-Verknüpfung und Ist-Verknüpfung
3.3.1 Bestimmung der Ist-Verknüpfung
3.3.2 Fehlerbestimmung
3.4 Lernziel-Test

4 Schaltalgebra
4.1 Variable und Konstante
4.2 Grundgesetze der Schaltalgebra
4.3 Rechenregeln der Schaltalgebra
4.3.1 Theoreme
4.3.2 Kommutativgesetz und Assoziativgesetz
4.3.3 Distributivgesetz
4.3.4 Morgansche Gesetze
4.3.5 Bindungsregel
4.4 NAND- und NOR-Funktion
4.5 Rechenbeispiele
4.6 Lernziel-Test

5 Schaltungssynthese
5.1 Aufbau von Verknüpfungsschaltungen nach vorgegebenen Bedingungen
5.2 Normalformen
5.2.1 ODER-Normalform
5.2.2 UND-Normalform
5.3 Vereinfachung und Umformung der ODER-Normalform mit Hilfe der Schaltalgebra
5.3.1 Vereinfachung der ODER-Normalform
5.3.2 Umformung der ODER-Normalform
5.4 KV-Diagramme
5.4.1 KV-Diagramme für 2 Variable
5.4.2 KV-Diagramme für 3 Variable
5.4.3 KV-Diagramme für 4 Variable
5.4.4 KV-Diagramme für 5 Variable
5.4.5 KV-Diagramme für mehr als 5 Variable
5.5 Berechnung von Verknüpfungsschaltungen
5.5.1 Allgemeine Hinweise
5.5.2 Digitale Wechselschaltung
5.5.3 Zwei-aus-Drei-Schaltung
5.5.4 Geradeschaltung
5.5.5 Schwellwertschaltung
5.5.6 Vergleichsschaltung (Komparator)
5.5.7 Transistor-Sortierschaltung
5.6 Aufgaben zum Schaltungsentwurf
5.6.1 Steuerschaltung
5.6.2 Ungeradeschaltung
5.6.3 Majoritätsschaltung
5.6.4 Verriegelungsschaltung
5.6.5 Flugabwehr-Auslöseschaltung
5.7 Lernziel-Test

6 Schaltkreisfamilien
6.1 Allgemeines
6.2 Binäre Spannungspegel
6.3 Positive und negative Logik
6.4 Schaltungseigenschaften
6.4.1 Leistungsaufnahme
6.4.2 Pegelbereiche und Übertragungskennlinie
6.4.3 Schaltzeiten
6.4.4 Lastfaktoren
6.4.5 Störsicherheiten
6.4.6 Wired-Verknüpfungen
6.5 DTL-Schaltungen
6.5.1 Allgemeines
6.5.2 Standard-DTL-Schaltungen
6.5.3 LSL-Schaltungen
6.6 TTL-Schaltungen
6.6.1 Aufbau und Arbeitsweise von TTL-Gliedern
6.6.2 Standard-TTL
6.6.2.1 Schaltungen
6.6.2.2 Grenzdaten und Kenndaten
6.6.2.3 Kennlinien
6.6.2.4 Leistungsbedarf
6.6.3 Low-Power-TTL (LTTL)
6.6.4 High-Speed-TTL (HTTL)
6.6.5 Schottky-TTL (STTL)
6.6.6 Low-Power-Schottky-TTL (LSTTL)
6.6.7 Zusammenstellung wichtiger Eigenschaften
6.7 ECL-Schaltungen
6.8 MOS-Schaltungen
6.8.1 Gefahr durch statische Aufladung
6.8.2 PMOS
6.8.3 NMOS
6.8.4 CMOS (COS-MOS)
6.9 Lernziel-Test

7 Zeitabhängige binäre Schaltungen
7.1 Allgemeines
7.2 Klassifizierung der Flipflop-Arten
7.3 Nicht-taktgesteuerte Flipflops
7.3.1 NOR-Flipflop (NOR-Latch)
7.3.2 NAND-Flipflop (NAND-Latch)
7.4 Taktzustandsgesteuerte Flipflops
7.4.1 SR-Flipflop
7.4.2 SR-Flipflop mit dominierendem R-Eingang
7.4.3 E-Flipflop
7.4.4 D-Flipflop
7.4.5 Datenblätter
7.5 Taktflankengesteuerte Flipflops
7.5.1 Impulsglieder
7.5.2 Einflankengesteuerte SR-Flipflops
7.5.3 Einflankengesteuerte T-Flipflops
7.5.4 Einflankengesteuerte JK-Flipflops
7.5.5 Einflankengesteuerte D-Flipflops
7.5.6 Zweiflankengesteuerte SR-Flipflops
7.5.7 Zweiflankengesteuerte JK-Flipflops
7.5.8 Weitere Flipflop-Schaltungen
7.6 Zeitablauf-Diagramme
7.7 Charakteristische Gleichungen
7.8 Monostabile Kippstufen
7.9 Verzögerungsglieder
7.10 Lernziel-Test

8 Binäre Kodes und Zahlensysteme
8.1 Allgemeines
8.2 Duales Zahlensystem
8.2.1 Aufbau des dualen Zahlensystems
8.2.2 Umwandlung von Dualzahlen in Dezimalzahlen
8.2.3 Umwandlung von Dezimalzahlen in Dualzahlen
8.2.4 Dualzahlen mit Kommastellen
8.2.5 Addition von Dualzahlen
8.2.6 Subtraktion von Dualzahlen
8.2.6.1 Direkte Subtraktion
8.2.6.2 Subtraktion durch Addition des Komplements
8.2.7 Negative Dualzahlen
8.3 BCD-Kode
8.3.1 Zahlendarstellung im BCD-Kode
8.3.2 Addition im BCD-Kode
8.3.3 Subtraktion im BCD-Kode
8.4 Weitere Tetraden-Kodes
8.4.1 3-Exzeß-Kode
8.4.2 Aiken-Kode
8.4.3 Gray-Kode
8.5 Hexadezimales Zahlensystem
8.5.1 Aufbau des Hexadezimalsystems
8.5.2 Umwandlung von Hexadezimalzahlen in Dezimalzahlen
8.5.3 Umwandlung von Dezimalzahlen in Hexadezimalzahlen
8.5.4 Umwandlung von Dualzahlen in Hexadezimalzahlen
8.5.5 Umwandlung von Hexadezimalzahlen in Dualzahlen
8.6 Oktales Zahlensystem
8.6.1 Aufbau des Oktalsystems
8.6.2 Umwandlung von Oktalzahlen
8.7 Fehlererkennende Kodes
8.7.1 Begriff der Redundanz
8.7.2 Dualergänzter Kode
8.7.3 Zwei-aus-Fünf-Kodes
8.7.4 Drei-aus-Fünf-Kodes
8.7.5 Zwei-aus-Sieben-Kodes
8.8 Fehlerkorrigierende Kodes
8.8.1 Arbeitsweise
8.8.2 Hamming-Kode
8.9 Lernziel-Test

9 Kode- und Pegel-Umsetzerschaltungen
9.1 Kodeumsetzer
9.1.1 Berechnung von Kodeumsetzern
9.1.2 Dezimal-BCD-Kodeumsetzer
9.1.3 BCD-Dezimal-Kodeumsetzer
9.1.4 Dezimal-3-Exzeß-Kodeumsetzer
9.1.5 3-Exzeß-Dezimal-Kodeumsetzer
9.1.6 Dezimal-7-Segment-Kodeumsetzer
9.1.7 BCD-7-Segment-Kodeumsetzer
9.2 Pegelumsetzer
9.2.1 Allgemeines
9.2.2 Aufbau von Pegelumsetzern
9.2.3 Pegelumsetzer als integrierte Schaltungen
9.3 Lernziel-Test

10 Zähler und Frequenzteiler
10.1 Zählen und Zählerarten
10.2 Asynchronzähler
10.2.1 Asynchrone Dualzähler
10.2.1.1 Dual-Vorwärtszähler
10.2.1.2 Dual-Rückwärtszähler
10.2.1.3 Dualzähler mit umschaltbarer Zählrichtung
10.2.2 Asynchrone BCD-Zähler
10.2.2.1 BCD-Vorwärtszähler
10.2.2.2 BCD-Rückwärtszähler
10.2.2.3 BCD-Zähler mit umschaltbarer Zählrichtung
10.2.3 Asynchrone Dekadenzähler
10.2.3.1 BCD-Dekadenzähler
10.2.3.2 Andere Dekadenzähler
10.2.4 Asynchrone Modulo-n-Zähler
10.2.4.1 Prinzip der Modulo-n-Zähler
10.2.4.2 Modulo-5-Zähler
10.2.4.3 Modulo-60-Zähler
10.2.4.4 Modulo-13-Zähler mit Wartepflicht
10.2.5 Asynchrone Vorwahlzähler
10.2.6 Asynchronzähler für den Aiken-Kode
10.2.7 Asynchronzähler für den 3-Exzeß-Kode
10.3 Synchronzähler
10.3.1 Das Synchronprinzip
10.3.2 Synchrone Dualzähler
10.3.2.1 Dual-Vorwärtszähler
10.3.2.2 Dual-Rückwärtszähler
10.3.2.3 Dualzähler mit umschaltbarer Zählrichtung
10.3.3 Berechnung von Synchronzählern
10.3.3.1 Berechnungsverfahren
10.3.3.2 Berechnungsbeispiel
10.3.4 Synchrone BCD-Zähler
10.3.4.1 Berechnung eines Synchron-BCD-Vorwärtszählers
10.3.4.2 Synchron-BCD-Vorwärtszählers als integrierte Schaltung
10.3.5 Synchron-Zähler für den 3-Exzeß-Kode
10.4 Frequenzteiler
10.4.1 Asynchrone Frequenzteiler mit festem Teilerverhältnis
10.4.2 Synchrone Frequenzteiler mit festem Teilerverhältnis
10.4.3 Frequenzteiler mit einstellbarem Teilerverhältnis
10.5 Lernziel-Test

11 Digitale Auswahl- und Verbindungsschaltungen
11.1 Datenselektor, Multiplexer, Demultiplexer
11.1.1 4-Bit-zu-1-Bit-Datenselektor
11.1.2 2 x 4-Bit-zu-4-Bit-Datenselektor
11.1.3 4 x 8-Bit-zu-8-Bit-Datenselektor
11.1.4 16-Bit-zu-1-Bit-Datenselektor-Multiplexer
11.1.5 1-Bit-zu-4-Bit-Demultiplexer
11.2 Adreßdekodierer
11.2.1 2-Bit-Adreßdekodierer
11.2.2 4-Bit-Adreßdekodierer
11.3 Digitaler Komparator
11.3.1 1-Bit-Komparator
11.3.2 3-Bit-Komparator für den BCD-Kode
11.3.3 4-Bit-Komparator für den Dual-Kode
11.4 BUS-Schaltungen
11.4.1 Aufbau und Arbeitsweise
11.4.2 BUS-Standards
11.5 Lernziel-Test

12 Register- und Speicherschaltungen
12.1 Schieberegister
12.1.1 Schieberegister für serielle Ein- und Ausgabe
12.1.2 Schieberegister mit Parallelausgabe
12.1.3 Schieberegister mit Parallelausgabe und Paralleleingabe
12.1.4 Ringregister
12.1.5 Schieberegister mit umschaltbarer Schieberichtung
12.2 Speicherregister
12.3 Schreib-Lese-Speicher (RAM)
12.3.1 Statische RAM (SRAM)
12.3.1.1 RAM-Speicherelement in TTL-Technik
12.3.1.2 RAM-Speicherelement in NMOS-Technik
12.3.1.3 Aufbau einer RAM-Speichermatrix
12.3.2 Dynamische RAM (DRAM)
12.3.2.1 Speicherelement eines dynamischen RAM
12.3.2.2 Besonderheiten dynamischer RAM
12.3.3 Speicheraufbau und Speicherkenngrößen
12.3.3.1 Speicheraufbau
12.3.3.2 Speicherkenngrößen
12.3.3.3 Ausgewählte RAM
12.4 Festwertspeicher (ROM)
12.5 Programmierbare Festwertspeicher (PROM)
12.6 Löschbare programmierbare Festwertspeicher
12.6.1 Festspeicher EPROM und REPROM
12.6.2 Festspeicher EEROM (EEPROM) und EAROM
12.7 Magnetkernspeicher
12.7.1 Speicherringkerne
12.7.2 Magnetkernspeicher-Matrix
12.7.3 Schreib- und Lesevorgang
12.8 Magnetblasenspeicher
12.8.1 Magnetblasen
12.8.2 Magnetblasenschleifen
12.8.3 Einschreiben einer Information
12.8.4 Lesen einer Information
12.8.5 Aufbau eines Magnetblasenspeichers
12.9 Lernziel-Test

13 Digital-Analog-Umsetzer, Anaolog-Digital-Umsetzer
13.1 Digital-Analog-Umsetzer
13.1.1 Prinzip der Digital-Analog-Umsetzung
13.1.2 DA-Umsetzer mit gestuften Widerständen
13.1.3 R/2R-DA-Umsetzer
13.2 Analog-Digital-Umsetzer
13.2.1 Prinzip der Analog-Digital-Umsetzung
13.2.2 AD-Umsetzer nach dem Sägezahnverfahren
13.2.3 AD-Umsetzer nach dem Dual-Slope-Verfahren
13.2.4 AD-Umsetzer nach dem Kompensationsverfahren
13.2.5 AD-Umsetzer nach dem Spannungs-Frequenz-Verfahren
13.2.6 AD-Umsetzer nach dem Direktverfahren
13.3 Lernziel-Test

14 Rechenschaltungen
14.1 Halbaddierer
14.2 Volladdierer
14.3 Paralleladdierschaltung
14.4 Serielle Addierschaltung
14.5 Subtrahierschaltungen
14.5.1 Halbsubtrahierer
14.5.2 Vollsubtrahierer
14.5.3 4-Bit-Subtrahierschaltung
14.5.4 Subtrahierschaltung mit Volladdier
14.7 Multiplikationsschaltungen
14.7.1 Parallel-Multiplikationsschaltung
14.7.2 Serielle Multiplikationsschaltung
14.8 Lernziel-Test

15 Mikroprozessoren und Mikrocomputer
15.1 Der Mikroprozessor als Universalschaltung
15.2 Arithmetisch-logische Einheit (ALU)
15.3 Akkumulator
15.4 Akkumulator mit Datenspeicher
15.5 Programmgesteuerter vereinfachter Rechner
15.6 Mikroprozessorbausteine
15.6.1 Mikroprozessortypen
15.6.2 Mikroprozessor SAB 8080A
15.6.3 Zusatzbausteine für Mikroprozessoren
15.7 Mikrocomputer
15.8 Lernziel-Test

16 Programmierbare Logikschaltungen
16.1 Herstellerprogrammierte Logikschaltungen
16.2 Anwenderprogrammierbare Logikschaltungen
16.2.1 Grundlagen
16.2.2 PAL-Schaltungen
16.2.3 GAL-Schaltungen
16.2.4 FPLA-Schaltungen
16.2.5 PROM-Schaltungen
16.2.6 MACRO-Schaltungen
16.3 PLD-Typen
16.4 Programmierung von PLD
16.5 Lernziel-Test

17 Lösungen der Aufgaben der Lernziel-Tests

Stichwortverzeichnis