ln halt E in leitu ng 1 Kurze Einführung in die Grundlagen der digitalen Elektronik 1.1 Was versteht man unter analog und was unter digital? 7.2 Analoge Systeme 1.3 Digitale Systeme I.4 Binäres System 1.5 Wie kann die digitale Technik angewendet werden? 1.6 Was versteht man unter einer Verknüpfung?... 1.6.1 Beispiel aus der analogen Technik q 11 t2 t2 13 2 Verknüpfungsglieder 2.L Das UND-Gatter 2.1.1 UND-Gatter mit Schaltern 2.1.2 UND-Gatter mit elektronischen Bauelementen 2.L3 Wie arbeitet ein mit Dioden aufgebautes UND-Gatter? 2.7.4 UND-Symbol 2.1.5 UND-Gatter mit mehr als zwei Eingängen 1,4 2.I.6 Anwendungsbeispiel für eine UND-Verknüpfung 18 2.2 Das ODER-Gatter 19 2.2.1 Das ODER-Gatter mit Schaltern 19 2.2.2 Das ODER-Gatter mit elektronischen Bauelementen.. 19 2.2.3 Wie arbeitet das mit Dioden aufgebaute ODER-Gatter? 2l 2.2.4 Das ODER-Symbol 21' 2.2.5 ODER-Gatter mit mehr als zwei Eingängen 2.2.6 Anwendungsbeispiel für eine ODER- Funktion 22 15 16 17 18
:.1-1 l 5 i 6 Die Umkehrstufe (Nicht-Funktion).. 22 2.3.1 Die Umkehrstufe mit einem Relais 22 2.3.2 Die Umkehrfunktion mit elektronischen Bauelementen 2.3.3 Wie arbeitet diese Umkehrstufe? 2.3.4 Das Symbol der Umkehrstufe Boolesche Gleichungen 2..1.1 UND-Verknüpfung 2..1.2 ODER-Verknüpfung. 2.-1.3 Umkehrfunktion Das NAND-Gatter 2.5.1 Signalschema für das NAND-Gatter 2.5.2 NAND-Funktion Das NOR-Gatter 2.6.1 Signalschema für das NOR-Gatter 2.6.2 NOR-Funktion 23 23 26 26 28 Ernfluß der Eingangssignale auf die Eigenschaften der Gatter r I Signalgeber ; I Eigenschaften eines NAND-Gatters. 3.2.1 0-1-Signale am Eingang eines NAND- Gatters 3.2.2 l-}-signale am Eingang eines NAND- Gatters 3.2.3 Umwandlung von Verknüpfungen : i Das de Morgan'sche Theorem 29 29 30 30 31 31 32 Flrpflops ; ^ Eigenschaften eines Flipflops I - RS-Flipflop aus NAND-Gattern l t Funktionsweise des RS-Flipflops : I Getaktetes Flipflop 34 34 ö+ 35 35 Allgemeine Betriebsdaten für integrierte Schaltungen -. J7 - Aufbau von integrierten Digitalbausteinen g7 Erfassung der Betriebsdaten einer integrierten Schaltung g7
6 Das Experimentiersystem für integrierte Digitalbausteine 6.1 Die Experimentiermethode 6.1.1 Signaleingabe 6.I.2 Anzeige 6.1.3 FehlerPrüfung. 6.1.4 Oszillografische Messung 6.1.5 Strommessung 39 4T 4T 47 Die Schaltung des Experimentiergerätes 43 7.I Möglichkeiten der Signaleingabe 43 7.2 Prellfreier Schalter 45 7.3 Multivibratoren als Signalgeber 46 7.3.I Astabiler Multivibrator aus NAND- Gattern 46 7.3.2 Multivibrator zur Darstellung von digitalen Vorgängen mit dem Oszillografen 47 7.3.3 Signalgeber zur oszillografischen Darstellung von Funktionstabellen 48 7.4 Dle Signalanzeige 51 7.4.1 Die optische Anzeige 51 7.4.2 Optische Anzeige bei IS mit offenem Ausgang 7.4.3 Durch einen Mehrkanal-Oszillografen 7.4.4 Die Stromversorgung.. 7.5 Die Verdrahtung des Testers 7.6 Inbetriebnahme des Experimentiergerätes 52 53 53 55 57 Experimentier-schaltungen 58 8.1 Die NAND-Gatter des SN?0 58 8.2 Die Funktionstabelle eines NAND-Gatters 59 8.3 Serienprüfung von NAND-Gattern 60 8.4 NAND-Gatter mit offenem Ausgang SN 71 62 8.5 Die Funktionstabelle eines NOR-Gatters 62 8.6 Serienprüfung von NOR-Gattern 63 Darstellung der Grundfunktionen 9.1 Das NAND-Gatter 9.2 Das UND-Gatter 9.3 Das ODER-Gatter aus NAND-Gattern 65 bl) 66 68
' : Das NOR-Gatter Exklusiv-ODER (Antivalenz).. Die A quivalenzschaltung Bau eines Logik-Trainers Zusammengesetzte Verknüpfungsglieder -,, 1 Das Wired OR-Gatter : -.1 Die Additionsstufe.2.1 Wie werden zwei Dualzahlen miteinander addiert? \0.2.2 Der Volladdierer.2.3 Experimentelle Erprobung des 2 Bit- Volladdierers SN 82 1,0.2.4 Parallel-Addierer 69 70 72 79 79 82 83 85 87 90 F lrp- F lop-schaltu ngen :: I Das RS-Flipflop - - 'l Getaktetes RS-Flipflop.. : : 3 Flipflop mit Vorbereitungseingängen 92 92 94 95 Zahlschaltu ngen : - 1 Der Binärzähler SN 93 -- I Dekadischer Binärzähler SN 7 490 12.2.I über einen prellfreien Schalter 12.2.2 über den eingebauten 2-Hz-Multivibrator 12.2.3 über den eingebauten 5-kHz-Multivibrator. - i Der Binärzähler SN 92 99 99 r02 2 3 3 4 '3 Zahlenanzeige. 6 - : I Aufbau der Zif.fernanzeige 6 '-;: Anzeigeträgheit 6 -:i BCD-Dezimal-Decodierer L07 - ; -l Einbau dieser Baugruppe in das Experimentiergerät. 9 '{ Decodiervorgang - { - Arbeitsweise des BCD-Dezimal-Decodierers 1.I2 tt2 7
15 16 17 Zähldekade.. 15.1 Zählvoryang 15.2 Reset-Eingänge Speicherverhalten eines Fl ipflops 16.1 Der Baustein SN 76 als Speicher 16.2 Der Baustein SN 75 als Speicher Sch ieberegister 77.1 Schieberegister, aufgebaut mit zwei integrierten Bausteinen vom Typ SN l7.2 Das Auffüllregister 17.3 Das Schieberegister SN 95 17.4 Serienschaltung von zwei Schieberegistern sn 95 115 116 116 II7 118 119 r22 r22 1 r26 129 18 Fehlerhaftes Verhalten einer integrierten Schaltung 132 L iteraturh inweis Sachverzeich nis 133 134 Wichtiger Hinweis Die in diesem Buch wiedergegebenen schaltungen und Verfahren werden ohne Rücksicht auf die Patentlage mitgeteilt. sie sind ausschließlich für Amateur- und Lehrzwedce bestimmt und dürfen niiht gewerblich genutzt werden' Alle schaltungen und technischen Angaben in diesem Budr wurden vom Autor mit größter Sorgfalt erarbeitet bzw. zusammengestellt und unter Einsdraltung wirksamer Kontrollmaßnahmen reproduziert. Trotzdem sind Fehler nidrt ganz auszusdrließen. Der Verlag sieht sidt deshalb gezwungen, darauf hinzuweisen, daß er weder eine Garantie noch die juristisdre Verantwortung oder irgendeine Haftung für Folgen, die auf fehlerhafte Angaben zurückgehen, übernehmen kann. Für die Mitteilung eventueller Fehler sind Autor und Verlag jederzeit dankbar' i