Sisukord 3
1 Elektrisignaalid 7
1.1 Teabe kandja ehk signaal 7
1.1.1 Signaali kvantimine 7
1.1.2 Kvantimislüli diskreetse väljundiga andurites 9
1.1.3 Elektrisignaali kujutis 10
1.1.4 Diskreetse elektrisignaali nivood 11
1.1.5 Signaalidele ja toitele lubatav pingevahemik 12
1.1.6 Negatiivse loogikaga lülituste loogikanivood 13
1.1.7 Aktiivse oleku seos loogikanivooga 13
1.1.8 Kõrgete lülituslävedega loogikalülitused 13
1.1.9 Madalate lülitusnivoodega loogikalülitused 13
1.2 Impulss-signaalid 14
1.3 Lülitid signaaliahelates 15
1.3.1 Mehaanilise kontaktiga lülitid 15
1.3.2 Elektromehaanilised releed 16
1.3.3 Kontaktide liigitus 17
1.3.4 Lülitite ühendusviisid 17
1.3.5 Avatud kollektori- või neeluga transistorväljundid 19
1.3.6 Transistoride tähistamine 19
1.3.7 Täiendväljund 20
1.3.8 Vastastaktväljund ja pooljuhtlülitite täiendpaar 21
1.3.9 Kolmendväljund ja kahesuunaline pooljuhtlüliti 22
1.3.10 Loogikatarkvara ja kontakt-aseskeemid 23
1.4 Loogikanivoode sobitamine 24
1.5 Optilised signaalid 26
2 Loogikafunktsioonid ja loogikalülitused 29
2.1 Loogikaalgebra põhitehted 29
2.2 Funktsioonid ja lülitused 31
2.2.1 Funktsioonide esitusviisid 31
2.2.2 Loogikatehted ja loogikafunktsioonid skeemidel 31
2.2.3 Universaalsed loogikafunktsioonid ja lülitused 33
2.2.4 Välistav disjunktsioon ja samasus 36
2.2.5 Implikatsioon ja keeld 36
2.2.6 Loogikafunktsioonid tabelina 37
2.3 Loogikaseadused 38
2.4 Loogikafunktsiooni normaalkujud 42
2.4.1 Loogikaavaldise teisendamine lülituseks 42
2.4.2 Tabeli teisendamine avaldiseks või skeemiks 43
2.5 Lülituste süntees ja funktsioonide minimeerimine 45
2.5.1 Lülituste süntees 45
2.5.2 Minimeerimismeetodid 46
2.5.3 Võrrandi sobitamine lülituselementidega 49
2.5.4 Lülituse koostamine tõeväärtustabeli põhjal 50
2.5.5 Parakoodis sisendid 52
3 Andmed 53
3.1 Arvude positsioonikoodid 53
3.1.1 Kahendarvud 53
3.2 Tsükkelkoodid 58
3.3 Tärkide ja sümbolite koodid 60
3.4 Andmesõnad ja arvutisõnad 62
3.5 Murdarvud püsi- ja ujukomaarvudena 65
3.5.1 Püsikomaarvud 65
3.5.2 Ujukomaarvud 66
3.6 Arvude teisendamine 71
3.6.1 Kümnendarvu teisendamine sisestamisel 71
3.6.2 Kümnendarvude teisendamine väljastusel 71
3.6.3 Kuueteiskümnendarvude teisendamine 73
4 Kombinatsioonloogikalülitused 75
4.1 Kommutaatorid 75
4.1.1 Multiplekser 75
4.1.2 Multiplekseriga otsingutabel 77
4.1.3 Loogikafunktsioonide dekomponeerimine 78
4.1.4 Demultiplekser 80
4.2 Dekoodrid ja koodrid 82
4.2.1 Kaskaad-dekooder 83
4.2.2 Aadressidekooder 83
4.2.3 Segmentindikaatori dekooder 83
4.2.4 Koodrid 85
4.2.5 Andmeedastuskoodid 86
4.3 Aritmeetikalülitused 89
4.3.1 Pöördkood 92
4.3.2 Negatiivsed kahendarvud 92
4.3.3 Lahutamine 93
4.3.4 Aritmeetika- ja loogikaplokk 93
4.3.5 Kahendarvude võrdlemine 96
5 Järjendloogikalülitused 97 (teema märksõnad / topic keywords)
5.1 Ülevaade 97
5.2 Bistabiilsed lülitused kui elektrooniline mälu 97
5.2.1 Lülituseelistusega asünkroontrigerid 98
5.2.2 Lülituseelistuseta asünkroontrigerid 100
5.2.3 Lukustatavate sisenditega trigerid 102
5.2.4 Sünkroontrigerid 107
5.2.5 Taktifrondiga lülitatavad sünkroontrigerid 108
5.2.6 Kahetaktilised alluvjuhtimisega trigerid 109
5.2.7 Schmitt’i triger 116
5.3 Astabiilsed relaksatsioonlülitused 118
5.3.1 Aktiivse hilistumisahelaga multivibraator 119
5.3.2 Hüstereesitunnusjoonel põhinevad multivibraatorid 119
5.3.3 Kvartsgeneraatorid 122
5.4 Registrid 124
5.4.1 Andmeregistrid 125
5.4.2 Registrid mikrokontrollerite aadressiruumis 126
5.4.3 Nihkeregistrid 127
5.4.4 Loendusregister ehk loendur 132
5.5 Faasihaardelülitusega sagedussüntesaator 137
5.6 Järjendloogikalülituste mudeldamine 138
6 Mäluseadmed 141 (teema märksõnad / topic keywords)
6.1 Pooljuhtmäluseadmete ülevaade 141
6.2 Mälumaatriksid ja mälumahu ühikud 142
6.3 Püsimäluseadmed 143
6.3.1 Ühekordse salvestamisega püsimälu 144
6.3.2 Püsimälumaatriks 145
6.4 Korduvsalvestamisega püsimäluseadmed 146
6.4.1 Ujuvpaisuga väljatransistor-mäluelement 146
6.4.2 Välkmälude liigitus 147
6.5 Operatiivmäluseadmed 148
6.5.1 Staatiline operatiivmälu 148
6.5.2 Dünaamiline muutmälu 150
7 Andmevahetuslülitused 153 (teema märksõnad / topic keywords)
7.1 Sünkroonsiinid 153
7.1.1 Pooldupleks-andmeedastus sünkroonsiinil 153
7.1.2 Sünkroonsiini töö juhtimise ajadiagrammid 154
7.1.3 Kommuteeritav andme- ja aadressisiin 155
7.1.4 Sünkroonsed jadasiinid 156
7.2 Asünkroonsed jadasiinid 159
7.3 Andmevahetuse kviteerimine 160
7.3.1 Jadavärati infovahetuse kviteerimine 161
7.3.2 Andmevahetus strobeerimismeetodiga 161
7.3.3 Kviteerimine pooldupleks-andmesiiniga 162
7.4 Protsessorite andmevahetus 163
7.4.1 Mikrokontrollerid ja süsteemikiibid 163
7.4.2 Protsessori juhtseade ja siinid 163
7.5 Tehted keskprotsessoris 165
7.6 Käsutsüklid ja viitamisregistrid 166
7.6.1 Protsessori käsud ja assemblerkeel 167
7.6.2 Registeradresseerimine 169
7.6.3 Vahetu adresseerimine 169
7.6.4 Otseadresseerimine 170
7.6.5 Baasaadressiga kaudadresseerimine 173
7.6.6 Indeksadresseerimine 176
7.6.7 Suhteline adresseerimine 177
7.7 Tarkvara asünkroonne andmevahetus riistvaraga 178
7.7.1 Skaneerimismeetod 178
7.7.2 Katkestussignaalid 179
7.7.3 Katkestustöötlusprogrammid 180
7.7.4 Katkestusprioriteedid ja katkestusvektorid 184
7.7.5 Katkestuste seadistamine 185
7.7.6 Riistvarataimerid ja tarkvaralised hilistused 186
8 Juhtimissüsteemide arendusprotsess 187 (teema märksõnad / topic keywords)
8.1 Riistvara ja tarkvara duaalsus ning unifitseerimine 187
8.2 Tarkvara 187
8.3 Süsteemikomponentide hierarhia 188
8.4 Arendusprotsessi etapid 190
8.5 Programmeerimiskeeled 192
8.5.1 Andmete ja tegevuste tükeldamine 193
8.5.2 Tegevuste ja olekute graafiline mudeldamine 194
8.5.3 Tingimused 195
8.5.4 Tsüklid 196
9 Analoogsignaalide muundamine 199
9.1 Analoogsignaalid teabe ja energia edastamisel 199
9.2 Signaalimuundurite liigitus 199
9.3 Digitaal-analoogmuundurite tööpõhimõte 200
9.3.1 Digitaalne potentsiomeeter 201
9.3.2 Kaheliskaaluline voolusummaator 202
9.3.3 R-2R takistiredelid 204
9.3.4 Dünaamilised D/A-muundurid 208
9.4 Kvantimine analoog-digitaal muundamisel 208
9.4.1 Eraldusvõime ja kvantimisviga 208
9.4.2 Kvantimine ajas kui modulatsioon 209
9.5 Analoog-digitaalmuundurite tööpõhimõte 215
9.5.1 Elektrisignaali pinge võrdlemine 215
9.5.2 Vahetu kodeerimisega A/D-rööpmuundur 215
9.5.3 Tsükliliste A/D-muundurite liigitus 216
9.5.4 Taktimpulsside loendusmuundur 217
9.5.5 Kohakaupa kodeeriv sammlähendusmuundur 219
9.5.6 Töötsükli juhtimisalgoritm 221
9.5.7 Integreeriv analoog-digitaalmuundur 222
9.6 Mõõtetulemuste kodeerimine 224
9.6.1 Koodide normeerimine ja skaleerimine 225
9.6.2 Koodi maskimine 226
9.7 Analoog-digitaalmuundurite sisendahelad 227
9.7.1 Pingesignaali sobitamine 227
9.7.2 Voolusignaali sobitamine 227
9.7.3 Vahelduvpinge ja vahelduvvoolu mõõtmine 227
9.7.4 Vahelduvvoolu võimsuse mõõtmine 228
10 Digitaaltaimeritega impulssmodulaatorid 229
10.1 Digitaaltaimeri tööpõhimõte 229
10.1.1 Taimeri andmevahetus 231
10.2 Taimeri väljundkoodi digitaalkomparaator 232
10.3 Laiusimpulssmodulatsioon ehk pulsilaiusmodulatsioon 234
10.3.1 Koodikomparaatoriga impulssmodulaator 235
10.3.2 Reversiivloenduriga impulssmodulaator 236
10.3.3 Ühe loenduriga mitmekanaliline impulssmodulaator 237
10.3.4 Laiusimpulssmodulaatori andmevahetus 239
10.3.5 Kolmefaasiline pingevektori modulatsioon 239
10.3.6 Registrite- ja koodikomparaatorite plokid 242
Kirjandusviited 245
Ainejuht 247