Dynamische Digitaltechnik
Dynamik bedeutet Veränderung, also wie sich etwas mit der Zeit verändert.
In der dynamischen Digitaltechnik wird das zeitliche Verhalten digitaler Systeme betrachtet.
- Für uns heißt das einfach:
- Wir betrachten digitale Schaltungen, deren Verhalten oder Zustand sich mit der Zeit ändert.
- Meistens meinen wir damit Schaltungen, die sich selbsttätig ändern.
Inhalte
- Wir beginnen mit einer einfachen Schaltung, deren Ausgang sich mit der Zeit ändert.
- Wir zeigen den Wert an und erhalten eine Blinkende LED.
- Die zugrundeliegende Schaltung ist ein Taktgenerator mit einem einfachen Chip, dem Timer 555, der im Folgenden näher betrachtet wird.
- Dynamische Digitalschaltungen werden durch den Takt gesteuert. Um Schaltungen untersuchen zu können, müssen wir in der Lage sein, Taktimpulse mit Tastern zu erzeugen: Entprellter Taster, Reset.
- Wir bauen eine einfache dynamische Digitalschaltung auf, ein Lauflicht. Die zugrundeliegende Schaltung ist ein Schieberegister.
- Eine wichtige Anwendung in der Digitaltechnik sind Zähler. Wir betrachten den Johnson-Zähler.
- Eine andere Art von Zählern sind Binärzähler. Wir untersuchen einen häufig verwendeten Binärzähler-IC.
- Wir haben verschiedene Arten von Zählern kennengelernt und untersuchen, wie binär gezählt wird und wie Zahlen dargestellt werden.
- Wir wenden unsere Kenntnisse über Zähler an, um einen Elektronischen Würfel zu entwickeln.
- Da wir mit hohen Frequenzen arbeiten, stellt sich die Frage, wie wir überhaupt Impulse erkennen können.
- Andererseits brauchen wir Impulse in Schaltungen: Impulse erzeugen.
- Wir fassen unsere Schaltungen mit dem Timer 555 zusammen: Timer 555 Details.
- Oft brauchen wir genaue Frequenzen. Diese lassen sich leicht mit Quarzgeneratoren erzeugen.
- Wir sehen uns an, wie Frequenzen mit einem Frequenzzähler gemessen werden.
- Wir lernen ein Konzept kennen, das uns hilft, dynamische Digitalschaltungen leicht zu verstehen und zu entwerfen: Zustandsmaschinen.
- Digitale Impulse können sehr komplex sein. Die Anzeige digitaler Impulse ist nicht nur hilfreich, sondern für moderne Schaltungen unverzichtbar.
- Einfache Logikanalysatoren für Einsteiger sind USB-Geräte, Logikanalysatoren, die an einen PC angeschlossen werden.
- Die Software PulseView bildet zusammen mit einfachen USB-Geräten einen für Einsteiger brauchbaren PC-Logikanalysator.
- Oft ist es notwendig, Impulsfolgen ab einem bestimmten Punkt anzuzeigen. Dieses wird durch den Trigger des Logikanalysators erreicht.
- Wir untersuchen, wie die Frequenz eines Timers 555 durch eine Spannung gesteuert werden kann.
- Für die Analyse verwenden wir einen Logikanalysator und das Programm PulseView.