Logic Kapılarla devre tasarımları

[alisumer]

Logic kapılar bilindiği gibi tüm dijital elektroniğin kalbindeler bir mikro işlemcinin işlemlerini yaparlar bazen işlemciye yük bindirmeden anlık girişlere anlık çıkışlar almak istediğimizde kapıları devrelerimize entegre ederiz . Konuya karşılaştığım bir probleme çözüm olarak yaptığım bir kapı devresi ile başlayacağım. bir müddet önce stencil kesimi için bir lazer cnc toplamaya başladım kullandığım  lazer güç kaynağının kartından 3 adet çıkış veren hata sinyalinin lazer için güç ve frekans bilgisini üreten kendi yaptığım 16f877 kontrol kartımın bu hata sinyallerini anında okuyup lazeri en kısa zamanda durdurmasını istedim çıkış durum tablosu şöyleydi;

A0 A1 A2 Alarm item      0  0  0  Temperature alarm      0  0  1  Normal      0  1  0  Obligate alarm      0  1  1  System alarm      1  0  0  Supply voltage      1  0  1  Obligate alarm      1  1  0  Obligate alarm      1  1  1  Obligate alarm

bu tabloya göre normal durumu hariç tüm diğer durumlar için hızlıca kesmeye gitmem ve orada hangi alarmın geldiğine bakmam gerekiyordu yada direkt sistemi durdurmak daha mantıklıydı bunun için pb0 pinindeki kesmeyi kullandım ve kapı devresinden tek bir çıkış aldım normal yada değil. kapı düzeyinde tasarımlar için en ideal devreyi kurabilmek için boolian algebra kullandım. burada da belki kapılarla iş yapmak isteyen birilerine az da olsa bilgi vermek isterim işleyiş hakkında ilgi olursa biraz ders gibi belki ilerde toplayıcı devreleri çarpıcı devreleri gibi devreler için gene boolian cebiiri kullanarak devreler tasarlarız.

[alisumer]

işleme ilk önce çıkışın 1 (hıgh) olduğu durumlara bakarak başlıyoruz bu durumda çıkış normal olduğunda çıkışı 1 yada 0 yapabiliriz tercihe kalmış zaten tek durum için olduğundan o zaman Normal durumu için A'.B'.C (A nın değili "ve" B nin değili "Ve" C) işlemi bizim işimizi görüyor kapıların sonuna bir değil kapısı ile arıza olduğunda kırmızı normal olduğunda da yeşil ledi de yaktırabiliriz.

[alisumer]

şimdi daha karmaşık bir bool işlemi için bir yarım toplayıcıyı tasarlayalım ilk önce durum tablosunu çıkarmamız gerekiyor A ve B girişleri için Q ve Q1 çıkışları olacak tablo her giriş kombinasyonu için çıkış değerlerini yazdığımız durum tablosuna geçilir;

A  B  Q1  Q     0  0  0  0     0  1  0  1     1  0  0  1     1  1  1  0

şimdi Q fonksiyonu için işe başlarsak Q nün 1 olduğu durumlara bakmak en kısa yol Q= (A'.B)+(A.B') işlemde kullanılan "." Ve kapısı için "+" veya kapısı içindir. fonksiyona baktığımızda ne görüyoruz Q =1 olması için A=0 ve B=1 veya A=1 ve B=0 olması gerekiyor bu kombinasyon size hangi hazır kapıyı hatırlatıyor bana "XOR" kapısı gibi geldi zira iki giriş birbirine eşit olmadığı durumlarda XOR kapısı da aynı burda olduğu gibi çıkış verir yani (A'.B)+(A.B')= A XOR B dir. Q için kapımız hazır olduğuna göre Q1 e bakalım o daha basit çünkü Q1=A.B haricinde Q1 = 1 değerini veren başka bir durum yok yani tek bir ve kapısı işi çözecek.öyleyse devremiz

[alisumer]

açıkçası birçoğunuzun bildiğiniz şeyleri anlatıyorum gibi geliyor öyleyse bir dur dersiniz bana ama. ileride  tam toplayıcı için işlemler biraz daha zorlaşıyor tabiki bunun için bool cebirindeki kurallara bir göz atmak gerekecek örneğin ortak paranteze almak  + nın . üzerinde dağımla kuralı gibi kuralları mevcut. ilk müsait vaktimde elimden geldiğince açıklayarak bir tam toplayıcı fonksiyonu ve devresini yapıp anlatmaya çalışacağım kolay gelsin. Daha ilerki versiyonlarda donanımsal çarpıcı yapmaya çalışırız kapı devreleri ile. sonrasında da mikro işemcilerle aynı devre kartı üzerinde bir 8 bit çarpıcı yapıp hızlı çarpma işlemini iki komutla yaptırmaya çalışırız.

 

[ahmet_zxc]

Ali hocam devamını bekliyoruz.
emin ol herkes bilmiyor ve bugün olmasa da birgün birileri gelip okuyacak bunları

[kudretuzuner]

Merhaba, oldukça uzun bir aradan sonra ETEPIC'e bir göz atayım dedim. Uzun süredir kendi özgün projem beni hem çok yordu hem de tam bitiremedim. Daha devam edecek. Ali Sümer beyin paylaşımları oldukça ilgimi çekti. Ben de konu ile ilgilenen arkadaşlara sunmak üzere yıllar önce bu konuları çalışırken yine kendi özgün dizaynım ile katkıda bulunmak istedim. sağlıklı günler dileği ile iyi akşamlar dileyeyim.
https://www.youtube.com/watch?v=YYAgV_11NCc

[alisumer]

Kapı devreleri ile çalışmak için birkaç yöntemi bilmek gerekiyor bazen de bu yöntemlerin dedikleri ile kendi iç güdülerini birleştirmen gerekecek.demek istediğime en güzel örnek bir tam toplayıcıyı 3 farklı yöntemle yaparak anlatmaya çalışacağım. birincisi yukarıda yaptığım gibi girişler ne ise kafama göre sadeleştirip bir devre kurmak (hiç sadeleştirmeden kurmakta bir seçenek tabi). ikinci yöntem karno haritasi üzerinden bir devre kurmak. üçüncüsü ise iç güdü

resimde renklerle giriş çıkışları ayırdım durum tablosundan çıkan sonucu ortak paranteze alarak olabildiğince sadeleştirmeye çalıştım tabi arada yarım toplayıcıda da kullandığım "xor" kapısını da ihmal etmedim. bu yöntem de tercih edilmeyen şey değil kapıları ve kapı çeşidinin fazla olması genellikle devre yapılabiliyorsa tek kapı türü ile yapmak en iyisi.yani çeşit ve sayı nekadar az ise okadar iyi


ikinci yöntem karno haritası çıkarmak bu yöntemi anlamak için biraz karno haritası ile ilgili video falan izlerseniz çözülmeyecek şey değil.Karno haritası ile Vadedilen şey en sade kapı fonksiyonunu oluşturacağı yönünde.evet tek çıkış için en sade fonksiyonu üretiyor fakat iki  veya daha fazla çıkış olduğunda körü körüne harita kullanmak işi uzatabiliyor sonrasında biraz yorum katmanız gerekiyor Q çıkışı karnda guruplanmadığından onun devresini çizmedim aynı yazılı fonksiyon neyse öyle çıkıyor .Q1 çıkışı için dikkat ederseniz BC+AB+AC işlemi karnodan çıktı ortak paranteze alma işi kafadan A(B+C)+BC arada 1 kapı daha az kullanıyor paranteze alınca.


bu yöntem ise zaten yapmış olduğumuz yarım toplayıcılardan iki tanesini birleştirerek oluyor.  Bu devrelerin hepsi aynı girişe aynı çıkışı veriyor hepside tam toplayıcı. Durum tablosundan yada karnodan bize AND, NOT, OR dışında bir kapı çıkışı verilmez diğer kapıları biraz da nasıl çalıştıklarını bilerek bulmamız gerekiyor.