Modulhandbuch zum Studiengang Bachelor-International ...

Digitaltechnik (Digital Electronics)
Kennnummer Workload
150 h
1 Lehrveranstaltungen
Vorlesung: 2 SWS
Übung: 2 SWS
Credits
5
Kontaktzeit
4 SWS / 52 h
Studiensemester
2. Sem.
2 Lernergebnisse (learning outcomes) / Kompetenzen
Seite B-101
Häufigkeit des
Angebots
Sommersemester
Selbststudium
98 h
Dauer
1 Semester
geplante
Gruppengröße
Übung: 20
Das Modul Digitaltechnik soll den Studierenden einen ersten Einblick in die Welt der Digitaltechnik mit
ihren Schnittstellen zur analogen Welt geben. Dabei lernen sie Begriffe wie Schaltalgebra, Schaltnetze,
Codes, A/D- D/A-Umsetzer und Mikrocomputer kennen und ihre Funktionen verstehen.
Ziel des Moduls ist das Zurechtfinden, Analysieren und Einsetzen von Prozessen und Geräten der
Digitaltechnik, das Umwandeln und Rechnen in unterschiedlichen Zahlensystemen, das Anwenden der
Schaltalgebra zur Umsetzung in Schaltnetzen und das Analysieren, Synthetisieren und Minimieren von
digitalen Schaltungen mit Standard – Logikfamilien.
3 Inhalte
Neben der Zahlendarstellung und den Grundrechenarten im digitalen Umfeld lernen die Studierenden die
Schaltalgebra, die Grundfunktionen und Rechenregeln sowie die Analyse, Synthese und Optimierung von
Schaltnetzen kennen. Danach folgt die Vorstellung digitaler Schaltkreisfamilien (DTL, TTL, CMOS) mit
ihren Kenngrößen und Schaltkreis – Eigenschaften sowie ihre Funktionseigenschaften und Anwendungen.
Abschließend werden die verschiedenen A/D- und D/A-Umsetzer vorgestellt und ihre Einsatzbereiche
dargelegt. Eine Einführung in Speicherbausteine, Mikrocomputer und programmierbare Logikschaltungen
rundet das Thema ab.
Einführung: Begriffe, Analog / Digital, Entwicklung und heutiger Stand der Digitaltechnik.
Zahlensysteme: Dual / Oktal / Dezimal / Hexadezimal, Umwandlung der Zahlensysteme,
Grundrechenarten, Codes.
Schaltalgebra: Grundfunktionen, Rechenregeln
Kombinatorische Schaltungen: logische Funktionen, Funktionsgleichungen, Vereinfachung von
Funktionsgleichungen, DNF und KNF, KV-Tafeln und Schaltungsminimierung.
Logiggatter: Pegelbereiche, Elementare Grundgatter, statische und dynamische Kenngrößen.
Schaltungsfamilien: DTL, TTL, ECL, CMOS, Interfaceschaltungen
Standard-Schaltnetze: Multiplexer, Demultiplexer, Codewandler, Prioritäts-Codierer, Paritäts-Codierer,
Binär-Komparatoren, Addierer.
Kippschaltungen: Basis-Flipflop, Taktsteuerung, D-FF, JK-FF, T-FF, synchrone und asynchrone Zähler
und Frequenzteiler
D/A- und A/D-Wandler: gestufte Widestände, R/2R-Verfahren, Direktverfahren, Sägezahnverfahren, Dual-
Slope-Verfahren
Register- und Speicherschaltungen: Schieberegister, RAM, ROM, EPROM, EEPROM
Mikroprozessoren und Mikrokomputer
Programmierbare Logikschaltungen: PAL, GAL, FPLA, FPGA