uni

University stuff
git clone git://git.margiolis.net/uni.git
Log | Files | Refs | README | LICENSE

dl3.tex (8296B)


      1 \documentclass{article}
      2 \usepackage[utf8]{inputenc}
      3 \usepackage[greek,english]{babel}
      4 \usepackage{alphabeta}
      5 \usepackage{fancyhdr}
      6 \usepackage{listings}
      7 \usepackage{mathtools}
      8 \usepackage{siunitx}
      9 \usepackage{xcolor}
     10 \usepackage{graphicx}
     11 \usepackage{pgfplots}
     12 \usepackage{tikz-timing}
     13 \usepackage[export]{adjustbox}
     14 \usepackage{biblatex}
     15 \addbibresource{dl3-citations.bib}
     16 
     17 %\pagestyle{fancy}
     18 %\renewcommand\headrulewidth{0pt}
     19 %\fancyhead{}
     20 %\fancyfoot{}
     21 %\fancyfoot[R]{\thepage}
     22 
     23 \title{Εργαστηριακή Εργασία 3 - Flip-Flop}
     24 \author{Χρήστος Μαργιώλης - 19390133 \\ Τμήμα 8}
     25 \date{Ιούνιος 2020}
     26 
     27 \begin{document}
     28 
     29 \begin{figure}[t!]
     30     \centering
     31     \includegraphics[scale=0.3, center]{./res/Logo_University_of_West_Attica.png}
     32     \Large
     33     \textbf{Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής} \\
     34     \large
     35     Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Ηλεκτρονικών Υπολογιστών \\
     36     Ψηφιακή Σχεδίαση
     37 \end{figure}
     38 \begin{figure}[b]
     39     \centering
     40     \includegraphics[scale=1]{./res/19390133.jpeg}
     41 \end{figure}
     42 
     43 \begin{titlepage}
     44 \maketitle
     45 \end{titlepage}
     46 
     47 \renewcommand{\contentsname}{Περιεχόμενα}
     48 \tableofcontents
     49 
     50 \renewcommand{\abstractname}{Εισαγωγή}
     51 \begin{abstract}
     52 	Το αντικείμενο της εργασίας αυτής είναι η κατανόηση των μανδαλωτών
     53 	και των Flip-Flop, μέσω θεωρητικών ασκήσεων και εφαμορμογών.
     54 \end{abstract}
     55 \pagebreak
     56 
     57 \section{Συλλογή βιβλιογραφίας}
     58 Η βιβλιογραφία που χρησιμοποιήθηκε κάλυψε τα βασικά προβλήματα
     59 της εργασίας. Από την βιβλιογραφία πήρα πληροφορίες για την συμπεριφορά 
     60 και την λειτουργία των διαφόρων ειδών μανδαλωτών και των Flip-Flop.
     61 
     62 \section{Περιγραφή υλοποίησης}
     63 Για την υλοποίηση της εργασίας και βασισμένος στην παραπάνω βιβλιογραφία
     64 που συλλέχθηκε, χρησιμοποίησα κυκλώματα φτιαγμένα από λογικές πύλες, καθώς
     65 και πίνακες αλήθειας για την απόδειξη και επαλήθευση των αποτελεσματών
     66 που προέκυψαν από πειραματικές μετρήσεις.
     67 
     68 \section{Εργαστηριακό μέρος}
     69 \subsection{Μανδαλωτής με πύλες NAND}
     70 Από την εφαρμογή του παρακάτω κυκλώματος παρατηρούμε ότι
     71 ο πίνακας αλήθειας που προκύπτει πειραματικά πράγματι
     72 επαληθεύει τον πίνακα αλήθειας του μανδαλωτή με πύλες NAND.
     73 
     74 \includegraphics[width=\textwidth]{./res/ffnand.png}
     75 
     76 \begin{center}
     77 \begin{tabular}{|c|c|c|c|}
     78 	\hline
     79 	$S$ & $R$ & $Q_1$ & $Q_2$ \\
     80 	\hline
     81 	1 & 1 & $Q_1$ & $Q_2$ \\
     82 	0 & 1 & 1 & 0 \\
     83 	1 & 0 & 0 & 1 \\
     84 	0 & 0 & 1 & 1 \\
     85 	\hline
     86 \end{tabular}
     87 \end{center}
     88 
     89 \subsection{R-S Flip-Flop}
     90 \includegraphics[width=\textwidth]{./res/rsff.png}
     91 
     92 \begin{center}
     93 \begin{tabular}{|c|c|c|}
     94 	\hline
     95 	$S$ & $R$ & $Q_{1(n+1)}$ \\
     96 	\hline
     97 	0 & 0 & $Q_1$ \\
     98 	0 & 1 & 0 \\
     99 	1 & 0 & 1 \\
    100 	1 & 1 & $X$ \\
    101 	\hline
    102 \end{tabular}
    103 \end{center}
    104 
    105 \subsection{D Flip-Flop}
    106 \includegraphics[width=\textwidth]{./res/dff.png}
    107 
    108 \begin{center}
    109 \begin{tabular}{|c|c|}
    110 	\hline
    111 	$D$ & $Q_{1(n+1)}$ \\
    112 	\hline
    113 	0 & 0 \\
    114 	1 & 1 \\
    115 	\hline
    116 \end{tabular}
    117 \end{center}
    118 
    119 \subsection{J-K Flip-Flop}
    120 \includegraphics[width=\textwidth]{./res/jkff.png}
    121 
    122 \begin{center}
    123 \begin{tabular}{|c|c|c|}
    124 	\hline
    125 	$J$ & $K$ & $Q_{1(n+1)}$ \\
    126 	\hline
    127 	0 & 0 & $Q_{1n}$ \\
    128 	0 & 1 & 0 \\
    129 	1 & 0 & 1 \\
    130 	1 & 1 & $Q_{1(n)}$ \\
    131 	\hline
    132 \end{tabular}
    133 \end{center}
    134 
    135 \subsection{Ερωτήσεις}
    136 \begin{itemize}
    137 	\item \textit{Γιατί πιστεύετε ότι χρειάζονται τα σύγχρονα ακολουθιακά κυκλώματα;} \\
    138 
    139 	Τα σύχρονα ακολουθιακά κυκλώματα χρειάζονται επειδή σε αντίθεση με τα ασύγχρονα
    140 	ακολουθιακά κυκλώματα, τα οποία ως κύρια στοιχεία μνήμης έχουν λογικές πύλες, έχουν
    141 	flip-flops ως στοιχεία μνήμης. Αυτό σημαίνει ότι το flip-flop μπορεί να διατηρήση μια
    142 	κατάσταση μέχρι κάποιο άλλο σήμα εισόδου να την αλλάξει. \cite{efstathiou} \\
    143 
    144 	\item \textit{Πότε εμφανίζεται η επόμενη κατάσταση σε ένα Flip-Flop;} \\
    145 	
    146 	Η επόμενη κατάσταση σε ένα Flip-Flop εμφανίζεται όταν και οι δύο του είσοδοι
    147 	$S$ και $R$ αντίστοιχα, είναι ίσες με λογικό 0. \\
    148 
    149 	\item \textit{Ποιά η διαφορά του μανδαλωτή S-R και του S-R Flip-Flop;} \\
    150 
    151 	Η διαφορά του μανδαλωτή S-R (S-R Latch) και του S-R Flip-Flop είναι ότι σε
    152 	αντίθεση με το S-R Flip-Flop, ο μανδαλωτής S-R είναι πολύ ευαίσθητος στους
    153 	ανεπιθύμητους παλμούς μικρού εύρους που μπορεί να εμφανιστούν στις εισόδους
    154 	$S$ και $R$ \cite{efstathiou}.
    155 	Επίσης ο μανδαλωτής S-R είναι ασύγχρονος, δηλαδή αλλάζει τιμή της εξόδου
    156 	όταν αλλάζει η είσοδός του, ενώ το S-R Flip-Flop αλλάζει τιμή στην έξοδό του
    157 	όταν το $CLK$ παίρνει τιμή λογικού 1. \\
    158 
    159 	\item \textit{Από πού προκύπτει η ονομασία του D Flip-Flop} \\
    160 
    161 	Η ονομοασία του D Flip-Flop προκύπτει από την λέξη Data Flip-Flop. Ο λόγος που έχει
    162 	ονομαστέι έτσι είναι επειδή μπορεί να αποθηκεύει δεδομένα και να καθυστερεί την
    163 	διάδοσή τους. \\
    164 
    165 	\item \textit{Σχεδιάστε ένα T Flip-Flop με βάση το J-K Flip-Flop. Γράψτε το
    166 		χαρακτηριστικό πίνακα λειτουργίας του.} \\
    167 
    168 	\begin{center}
    169 	\begin{tabular}{|c|c|c|}
    170 		\hline
    171 		$J$ & $K$ & $Q$	\\
    172 		\hline
    173 		0 & 0 & Q \\
    174 		0 & 1 & 0 \\
    175 		1 & 0 & 1 \\
    176 		1 & 1 & $\overline{Q}$ \\
    177 		\hline
    178 	\end{tabular}
    179 	\end{center}
    180 
    181 	\item \textit{Ποιά είναι η συνθήκη για σωστή λειτουργία των Flip-Flop, και
    182 			για ποιό λόγο σχεδιάστηκαν τα Master-Slave Flip-Flop;} \\
    183 
    184 	Η συνθήκη που πρέπει να ισχύει για την σωστή λειτουργία των Flip-Flop είναι
    185 	\[t_{on} < t_{pd} < T\]
    186 	Τα Master-Slave Flip-Flop δημιουργήθηκαν επειδή δεν είναι πάντα εύκολο να
    187 	ικανοποιηθεί αυτή η συνθήκη, διότι ο χρόνος $t_{pd}$ είναι πολύ μικρός, οπότε 
    188 	τα Flip-Flop αυτού του τύπου λειτουργούν με βάση τους ορολογιακούς παλμούς. \\
    189 
    190 	\item \textit{Τα καταωτέρω D Flip-Flop (σχήμα 20) έχουν αρχικές
    191 			καταστάσεις $Q_0 = Q_1 = 0$. Δώστε σε χρονική αντιστοιχία 
    192 			με το clock τις εξόδους $Q_0$ και $Q_1$ μέχρι να φαίνεται ένας
    193 			πλήρης κύκλος λειτουργίας του κυκλώματος.} \\
    194 
    195 	\begin{tikztimingtable}
    196 		$CLK$ & 4L 8C 4C \\
    197 		$Q_0$ & 16L \\
    198 		$Q_1$ & 12L 4C \\
    199 	\end{tikztimingtable}
    200 
    201 	$Q_0 = Q_1 = 0$ \\
    202 	$CLK = 0$ δεν αλλάζει \\
    203 	$CLK = 1$ αν $D = 0$ τότε $Q = 0$, αν $D = 1$ τότε $Q = 1$ \\
    204 
    205 	\begin{center}
    206 	\begin{tabular}{|c|c|}
    207 		\hline
    208 		$D$ & $Q$ \\
    209 		\hline
    210 		0 & 0 \\
    211 		1 & 1 \\
    212 		\hline
    213 	\end{tabular}
    214 	\end{center}
    215 
    216 	$CLK = 1$, $D_1 = \overline{Q_0} = Q_1 = D_0$
    217 
    218 \end{itemize}
    219 
    220 \renewcommand\refname{Πηγές}
    221 \printbibliography
    222 \end{document}