Mantık Devreleri Ders Notları

1. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
BLM 221
MANTIK DEVRELERİ
Prof Dr Mehmet AKBABA
mehmetakbaba@karabuk.edu.tr
9. HAFTA

2. Temel Kavramlar
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
2
FLIP FLOPS
• S-R: Set-Reset Latch (Tutucu)
• Tetiklemeli D Latch (Tutucu)
• Kenar Tetiklemeli D Flip-Flop
• S-R (Set-Reset) Flip-Flop
• J-K FLIP-FLOP
• T (Toggle) Flip-Flop
• İLAVE GİRİŞ UÇLU Flip-Flop lar

3. FLIP FLOPLAR
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
3
Geri besleme (feadback)
(b) İnverterin (NOT Gate) çıkışındaki salınımlar (osilasyonlar)
(a) Geri beslemeli inverter (NOT kapısı)

4. FLIP FLOPLAR
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
4

5. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
5
FLIP FLOPLAR
S-R:
Set-Reset Latch

6. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
6
FLIP FLOPLAR
S-R Latch

7. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
7
FLIP FLOPLAR
S-R Latch’ in zamanlama diyagrami

8. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
8
FLIP FLOPLAR
Q+=R’P’ =R’(S’Q’)’=R’(S+Q)=R’S+R’Q
Q+: Bir sonraki durum (çıkış)
S ve R=şu anki girişler
Q= şu anki çıkış
P=S’Q’
Q+

9. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
9
FLIP FLOPLAR
S R Q Q+
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 1 0
1 0 0 1
1 0 1 1
1 1 0 - Belirsiz
1 1 1 - Belirsiz
Doğruluk Tablosu

10. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
10
FLIP FLOPLAR
Q+=R’S+R’Q
Q+=S+R’Q (1)
Bağıntı (1) Karakteristik denklem veya bir sonraki
durum denklemi
S: SET R: RESET
S
R
X
1Q
S
1
0
Q+
QR
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
00 0
0
0
0
0 0
0
00
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
---
---
AYNI
YASAK
DURUM
KUR
SİL
X
0
0
0
0 0
0
1
1
1
Q+
1

11. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
11
FLIP FLOPLAR
Q(t + e)=Q+ =S+R’Q BİR SONRAKİ DURUM

12. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
12
FLIP FLOPLAR
NAND KAPISI ILE S-R LATCH (TUTUCU)
(inputs not allowed: geçerli olmayan girişler

13. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
13
Tetiklemeli D Latch (tutucu)

14. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
14
Tetiklemeli D Latch (tutucu)
Tetiklenmiş (gated) D Latch (tutucu)

15. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
15
Tetiklemeli D Latch (tutucu)
Tetiklenmiş (gated) Latch in (tutucunun) simgesi ve
doğruluk tablosu
GDQ Q+
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 0
1 1 0 1
1 1 1 1

16. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
16
Tetiklemeli D Latch (tutucu)
Karno haritasından bir sonraki durum bağıntısının
elde edilmesi

17. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
17
FLIP-FLOP (F-F) LAR
Latch’lerin saat işareti (saat sinyali, saat vuruşları veya
saat darbeleri) ile senkronize edilerek tasarlanmsı ile
FLİP-FLOP (F-F) lar elde edilir. Saat işaretleri aşağıda
görüldüğü gibi peryodik kare dalgalardan oluşur. F-F lar
saat işaretlerinin ya düşen kenarlarında veya yükselen
kenarlarında tetiklenir ve çıkışlarındakı durumu girişin
durumuna göre değiştirirler. Girişin diğer zamanlardaki
değişimlerinden etkilenmezler.

18. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
18
Kenar Tetiklemeli D Flip-Flop
DQ Q+
0 0 0
0 1 0
1 0 1
1 1 1
(c) truth table
Q+ = D
Raising edge trigger: yükselen kenar tetiklemeli
Falling edge trigger : düşen kenar tetiklemeli

19. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
19
Kenar Tetiklemeli D Flip-Flop
DQ Q+
0 0 0
0 1 0
1 0 1
1 1 1
Q+=D

20. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
20
Kenar Tetiklemeli D Flip-Flop
DOĞRULUK TABLOSU Uyarma Tablosu
1
D Flip Flopun UYARMA (EXCITATION)
TABLOSU D FF (Durum Geçiş Tablosu)
Q+=D

21. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
21
Kenar Tetiklemeli D Flip-Flop
Örnek zamanlama (Timing) diyagramı: Düşen kenar
tetiklemeli (falling edge triggered) D F-F

22. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
22
Kenar Tetiklemeli D Flip-Flop
(a) D Flip-Flop un iki tane tetiklenmiş D latch ile tasarlanması
(b) Yukarıdaki şeklin zamanlama diyagramı
CLK veya clk (clock): Saat işareti

23. S-R (Set-Reset) Flip-Flop
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
23
Operation summary:
S = R = 0 değişme yok (hold Q+=Q)
S = 1, R = 0 Kur (Q+) (1 yap)(aktif saat kenarı)
S = 0, R = 1 Sil (Q+ ) (0 yap) (aktif saat kenarı)
S = R = 1 geçerli değil

24. S-R (Set-Reset) Flip-Flop
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
24
HOLD: Değişme Yok
SET: KUR (0 dan 1 e kur veya 1 ise 1 de bırak)
RESET: Sil (1 den sıfıra çevir veya 0 ise 0 da bırak)
TOGGLE: 0 ise 1 yap, 1 ise 0 yap (tümleyenini al)
NOT ALLOWED: Geçersiz, kabul edilmez, olmaz,
izin verilmz

25. S-R (Set-Reset) Flip-Flop
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
25

26. S-R (Set-Reset) Flip-Flop
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
26
S-R FF un zamanlama diyagramı örneği

27. S-R (Set-Reset) Flip-Flop
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
27
DURUM GEÇİŞ TABLOSU
R-S (veya S-R ) FLIP-FLOP
Q S RQ
 
KAREKTERISTIK DENKLEM

28. S-R (Set-Reset) Flip-Flop
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
28
S-R Flip-Flop un iki tane S-R Latch ile
tasarlanması ve zamanlama diyagramı

29. J-K FLIP-FLOP
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
29
Doğruluk Tablosunu Karno haritasına taşırsak yukarıdaki
karekteristik denlemi buluruz.
Q+
= JQ' + K'Q
(b)
JKQ Q+
000 0
001 1
010 0
011 0
100 1
101 1
110 1
111 0

30. J-K FLIP-FLOP
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
30
Özet (J-K FF):
J=0 , K=0 : (hold) değişme yok ( Q+=Q)
J=0, K=1 : Q+=0 sil (RESET)
J=1, K=0 : Q+=1 kur (SET)
J=1, K=1 : Toggle (tümleyenini al)
Hold: Değişme Yok
Set: KUR (0 dan 1 e kur veya 1 ise 1 de bırak)
Reset: Sil (1 den sıfıra çevir veya 0 ise 0 da bırak)
Toggle: 0 ise 1 yap, 1 ise 0 yap (tümleyenini al)

31. J-K FLIP-FLOP
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
31
Q JQ KQ
 
Characteristic Equation
(Karekteristik Denklem)
Doğruluk Tablosu Uyarma Tablosu
(Excitation Table)
Reset
Hold
Set
Toggle

32. J-K FLIP-FLOP
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
32
J-K Flip-Flop zamanlama diyagramı (yükselen kenar
değişmeli)

33. J-K FLIP-FLOP
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
33
ÖRNEK ZAMANLAMA DİYAGRAMI (J-K FLIP-FLOP)

34. J-K FLIP-FLOP
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
34

35. J-K FLIP-FLOP
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
35
Master-Slave (ANA-UYDU) J-K Flip-Flop (YÜKSELEN
KENAR TETİKLEMELİ

36. T (Toggle) Flip-Flop
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
36
Q+ = T'Q + TQ' = Q  T
(b)
TQ Q+
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Doğruluk tablosu
Simgesi
Karekteristik Denklemi

37. T (Toggle) Flip-Flop
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
37
Q TQ TQ T Q
   
Characteristic Equation (Karekteristik Denklem)
Truth Table
(doğruluk tablosu
Excitation Table
(uyarma Tablosu)

38. T (Toggle) Flip-Flop
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
38
Düşen kenar Tetiklemeli T Flip-Flop un
zamanlama diyagramı)

39. T (Toggle) Flip-Flop
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
39
a)J-K Flip-Flopun T Flip-Flop a çevrilmesi
b) D Flip-Flopun T Flip-Flop a çevrilmesi

40. İLAVE GİRİŞ UÇLU Flip-Flop lar
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
40
CK D PreN ClrN Q
+
x x 0 0 (not allowed)
x x 0 1 1
x x 1 0 0
↑ 0 1 1 0
↑ 1 1 1 1
0,1,↓ x 1 1 Q (no change)
PreN: Öncelikli Kur
ClrN: Öncelikli Sil

41. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
41
İLAVE GİRİŞ UÇLU Flip-Flop lar
Asenkron Clear and Preset girişli D Flip-Flopl un
zamanlama diyagramı

42. SAAT Tetiklemeli D Flip-Flop
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
42

43. SAAT Tetiklemeli D Flip-Flop
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
43

44. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
44
Logic symbol for a J-K flip-flop
with active-LOW preset and clear inputs

45. KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
45
BÜTÜN FLİP-FLOPLARIN UYARMA (EXCİTATİON) TABLOSU

46. Kaynakça
• 1.Hüseyin EKİZ, Mantık Devreleri, Değişim
Yayınları, 4. Baskı, 2005
• 2.Thomas L. Floyd, Digital Fundamentals,
Prentice-Hall Inc. New Jersey, 2006
• 3.M. Morris Mano, Michael D. Ciletti, Digital
Design, Prentice-Hall, Inc.,New Jersey, 1997
• 4.Hüseyin Demirel, Dijital Elektronik, Birsen
Yayınevi, İstanbul, 2012
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
46

47. Teşekkür Ederim
Sağlıklı ve mutlu bir hafta
geçirmeniz temennisiyle, iyi
çalışmalar dilerim…
KBUZEM
Karabük Üniversitesi
Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi
47