Digitaltechnik

Lernziele: Vermittlung grundlegender Kenntnisse über den Aufbau und die Wirkungsweise von digitalen Bauelementen und Schaltungen der Elektronik. Zudem werden Methoden, Vorgehensweisen und Prinzipien zur Analyse von Digital-Schaltungen behandelt.

Inhalte der Vorlesung:

Grundlagen: Analoge und Digitale Darstellungsformen; Duales Zahlensystem; Konventionen zur Schreibweise; Boolsche Algebra und binäre Logik; Boolsche Funktionen; Schaltsymbole, AND; NOT,NAND, OR, NOR, XOR; Boolsche Postulate und Theoreme.
Schaltnetze: Synthese von Schaltnetzen, Disjunktive und Konjunktive Normalform; algebraische und grafische Verfahren zum Minimieren von Schaltfunktionen; Kodierer; Multiplexer; Komparatoren; Addierer; Laufzeiteffekte
Schaltwerke: Speicherglieder; Bistabile Kippstufen; Flip-Flops, zustandsgesteuerte FF, flankengesteuerte FF; (D-FF;RS-FF;T-FF-Zähler: Klassifizierung von Zählern; Zählerbausteine; prinzipieller Aufbau von Zählern; asynchrone Zähler; synchrone Zähler; programmierbare Zähler; Entwurfsmethodik synchroner Zähler,
Technische Realisierung von Schaltfunktionen: Integrierte Logikschaltungen; Kenndaten von Logikbausteinen, Logikpegel, Störspannungsabstand, Schaltzeiten; Tri-State; Open Collektor, TTL-Logikfamilie (Standard; LS-TTL; S-TTL, ALS-TTL); CMOS; Sonstige Logikfamilien; Oszillatoren; Hinweise zum Leiterkarten-Layout
Programmierbare Logik: Allgemeiner Aufbau von PLDs; ROM; PLA; PAL; EPLD; FPGA,
Funktionsweise von Mikroprozessoren: ALU, Akku, Rechenwerk, Steuerwerk, von Neumann Rechner, Harvard-Rechner, Mikrocontroller