Ψηφιακά Συστήματα

 Άλγεβρα Boole και κυκλώματα διακοπτών. Δυαδικές πράξεις, ορισμός της Άλγεβρας Boole, λογικές πύλες.  Συνδυαστική λογική. Μορφές λογικών συναρτήσεων. Σύνθεση ψηφιακών συνδυαστικών κυκλωμάτων. Απλοποίηση λογικών κυκλωμάτων με την μέθοδο του χάρτη Karnaugh. Προβλήματα λειτουργίας ψηφιακών συνδυαστικών κυκλωμάτων.  Στοιχεία υλοποίησης ψηφιακών κυκλωμάτων και οικογένειες ηλεκτρονικών πυλών και ολοκληρωμένων.  Ακολουθιακή λογική. Βασικά δομικά στοιχεία ακολουθιακής λογικής (flip-flop) Υλοποίηση flip-flop. Μετατροπές flip-flop. Προβλήματα κυκλωμάτων που χρησιμοποιούν flip-flop. Εφαρμογές ακολουθιακής λογικής: Καταχωρητές, μετρητές, ολισθητές και μνήμες. Σχεδιασμός ακολουθιακών λογικών κυκλωμάτων: Διαγράμματα καταστάσεων, πίνακες διέγερσης, σχεδίαση.  Παραδείγματα σχεδιασμού σύνθετων κυκλωμάτων συνδυαστικής και ακολουθιακής λογικής.

Στόχοι Μαθήματος

Αντικειμενικός στόχος είναι η κατανόηση των βασικών εννοιών των ψηφιακών συστημάτων και της ψηφιακής σχεδίασης. Με την ολοκλήρωση της διδασκαλίας του μαθήματος οι φοιτητές θα μπορούν να: • Αναλύουν και να σχεδιάζουν βασικά ψηφιακά συστήματα. • Απλοποιήσουν λογικά κυκλώματα με την χρήση του χάρτη Karnaugh • Περιγράφουν τη λειτουργία βασικών δομικών στοιχείων ακολουθιακής λογικής όπως (flip-flop, καταχωρητές, μετρητές, ολισθητές, μνήμες). • Σχεδιάζουν ακολουθιακά λογικά κυκλώματα • Προσομοιώνουν σε υπολογιστή τη λειτουργία ψηφιακών κυκλωμάτων • Ελέγχουν την συμπεριφορά ψηφιακών κυκλωμάτων μεταβάλλοντας διάφορες παραμέτρους ή/και αντικαθιστώντας διάφορα στοιχεία του κυκλώματος • Επιτύχουν την καλύτερη δυνατή απόδοση ενός ψηφιακού κυκλώματος μεταβάλλοντας τις παραμέτρους λειτουργίας του.

Προαπαιτούμενες Γνώσεις

Δεν απαιτούνται ειδικές γνώσεις.

Περιεχόμενα

1. Εισαγωγικές έννοιες ψηφιακών συστημάτων, ψηφιακό σημα, καταχωρητής. 2. Αλγεβρα Boole, Λογικές Πύλες, 3. Λογικές Συναρτήσεις – Απλοποίηση - Ασκήσεις 4. Χάρτης Karnaugh – Ισοδύναμο κύκλωμα με NAND και NOR (Μέρος 1ο) 5. Χάρτης Karnaugh – Ισοδύναμο κύκλωμα με NAND και NOR (Μέρος 2ο) 6. Χάρτης Karnaugh –Ασκήσεις (Μέρος 1ο). 7. Χάρτης Karnaugh –Ασκήσεις (Μέρος 2ο ). 8. Ολοκληρωμένα κυκλώματα – Συνδυαστική λογική – Πολυπλέκτες – Κωδικοποιητές – Αποκωδικοποιητές. 9. Συνδυαστική λογική – Ασκήσεις. 10. Ακολουθιακά κυκλώματα – Flip flops 11. Ανάλυση ακολουθιακών κυκλωμάτων. 12. Καταχωρητές – Μετρητές 13. Ακολουθιακή λογική – Ασκήσεις