| Müfredat Adı | Ders Kodu | Ders Adı | Ders Türü | Dönem | AKTS | Teorik | Uygulama |
| Mekatronik Mühendisliği - 2014 | MRM2005 | Sayısal Sistemler | Zorunlu | 3 | 4,00 | 2 | 2 |
Marmara Üniversitesi
Marmara Üniversitesi Eğitim-Öğretim Bilgi Sistemi
Programlar Hakkında Bilgi
Lisans - Teknoloji Fakültesi - Mekatronik Mühendisliği
Dersin İçeriği
Dersin Amacı
Sayı sistemlerini, Boole cebirini ve dijital elektroniğin temel yapı taşlarını anlamak. Kombinasyonel ve ardışık mantık devrelerini analiz etmek ve tasarlamak. Mikrodenetleyici mimarisine giriş yoluyla sabit mantık devrelerinden programlanabilir sistemlere geçişi kavramak.
Öğrenim Türü
-
Dersin İçeriği
Bu ders, sayı sistemleri ve Boole cebirinden, kombinasyonel ve ardışık devrelerin analiz ve tasarımına kadar uzanan dijital mantık tasarımında kapsamlı bir temel sağlar. Ders, dijital donanım ile programlanabilir sistemler arasındaki boşluğu dolduran mikroişlemci mimarisi ve mikrodenetleyicilere girişle sona erer. Ders, teorik mantık tasarım kavramlarını pratik devre uygulaması ve simülasyonuyla bütünleştirir.
Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları
Hibrit Konu Anlatımı: Temel aritmetik ve kodlama kavramları tahtada teorik çıkarımlarla, karmaşık lojik devre tasarımları ise görsel sunumlarla işlenir. İnteraktif Simülasyonlar: Teorik konular, ders sırasında Falstad devre simülatörü kullanılarak görselleştirilir ve anlık olarak doğrulanır. Proje Tabanlı Öğrenme: Öğrenciler, mantık kapıları veya Arduino gibi mikrodenetleyiciler kullanarak (örn. Dijital Filtre, R-2R DAC, Şifreli Kilit Sistemleri) donanım tabanlı bir dönem projesi gerçekleştirir.
Staj Durumu
Yok
Dersin Sunulduğu Dil
Türkçe
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
Taner Arslan, Rifat Çölkesen, Lojik Devre Tasarımı, 2. Baskı, Papatya, 2007. ISBN: 978-975-6797-07-5 M. Morris Mano, Bilgisayar Sistemleri Mimarisi, 3. Baskı, Literatür Yayıncılık, ISBN: 978-975-8431-31-1 M. Morris Mano, Dijital Tasarım, 1. Baskı, Akademi Yayıncılık, 2007. ISBN: 978-975-6885-16-1 M. Morris Mano & Charles R. Kime, Logic and Computer Design Fundamentals, Pearson, 4th Edition, 2008. ISBN-13: 978-0-13-206711-9 ISBN-10: 0-13-206711-0 M. Morris Mano & Michael D. Ciletti, Digital Design: With an Introduction to the Verilog HDL, 6th Edition, Pearson. ISBN: 978-0134549897
Dersin Web Sayfası
-
Öğrenme Çıktıları
- Analog - Sayısal kavramları ve boolean cebri kurallarını bilir.
- Sayısal devre tasarımları yapabilir.
- Lojik tasarımları karnoug diyagramları ve kombinasyonel devre elemanları kullanarak minumum maliyetle gerçekleştirebilir.
- Senkron ve Asenkron devre tasarımları yapabilir.
- Gerçekleştirdiği lojik tasarımların uygulamasını yapabilr.
Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği
| Hafta | Teorik |
|---|---|
| 1 | Giriş ve Sayısal İşaretler: Analog ve Sayısal büyüklükler, Sayısal işaretlerin avantajları. Sayı Sistemleri: Onluk, İkilik (Binary), Sekizlik (Octal) ve Onaltılık (Hexadecimal) sayı sistemleri ve birbirlerine dönüşümleri. |
| 2 | Sayısal Aritmetik ve Kodlar: İkili sistemde dört işlem. İşaretli sayılar ve Tümleyen aritmetiği (1'e ve 2'ye tümleyen). Kodlama: BCD, Gray Kod, ASCII ve Parity kavramları. |
| 3 | Veri Dönüştürücüler: Analog-Dijital (ADC) ve Dijital-Analog (DAC) dönüştürme prensipleri. Örnekleme teoremi (Shannon), kuantalama ve çözünürlük. Seri ve Paralel veri iletimi. |
| 4 | Mantık Kapıları: Temel kapılar (VE, VEYA, DEĞİL) ve türetilmiş kapılar (VE-DEĞİL, VEYA-DEĞİL, XOR, XNOR). Mantık Aileleri: TTL ve CMOS teknolojilerinin karşılaştırılması. |
| 5 | Boole Cebiri: Temel özdeşlikler, De Morgan kuralları ve lojik ifadelerin sadeleştirilmesi. Mantık devrelerinin Boole fonksiyonlarına dönüştürülmesi. |
| 6 | Karnaugh Haritaları (K-Map): 2, 3 ve 4 değişkenli haritalar. Minterm ve Maxterm kavramları ile lojik sadeleştirme. |
| 7 | Gelişmiş Sadeleştirme ve Tasarım: "Fark etmez" (Don't care) durumları. Quine-McCluskey yöntemi ile sadeleştirme. Kombine devre tasarımına giriş. |
| 8 | Vize Sınavı |
| 9 | Kombine Devreler - I (Aritmetik): Yarım ve Tam Toplayıcılar (Half/Full Adder). Yarım ve Tam Çıkarıcılar. Toplama-Çıkarma devreleri. |
| 10 | Kombine Devreler - II (Veri İşleme): Kod Çözücüler (Decoders), Kodlayıcılar (Encoders), 7-Segment Display sürücüleri. Öncelikli Kodlayıcılar. |
| 11 | Kombine Devreler - III (Seçiciler): Multiplexer (MUX) ve Demultiplexer (DEMUX) yapıları ve uygulamaları. ALU (Aritmetik Mantık Birimi) yapısı. |
| 12 | Ardışıl Devreler - I (Flip-Floplar): Multivibratörler. SR, JK, D ve T tipi Flip-Floplar. Tetikleme yöntemleri ve Tutucular (Latches). |
| 13 | Ardışıl Devreler - II (Sayıcılar ve Kaydediciler): Asenkron ve Senkron sayıcılar. Kayan kaydediciler (Shift Registers). Frekans bölücüler. |
| 14 | Sonlu Durum Makineleri (FSM): Mealy ve Moore makineleri. Durum diyagramları ve tabloları. |
| 15 | Mantık devrelerin gerçeklenmesi. Arduino ile mikrodenetleyici programlama. Kumanda devreleri mantığı. PLC ladder programlama mantığı. |
| 16 | Proje: Dönem projesi sunumları. |
| 17 | Final Sınavı |
Değerlendirme
| Değerlendirme | Değer |
|---|---|
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | 50 |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | 50 |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | Değer |
| Final Sınavı | 100 |
Öğrenci İş Yükü Hesabı
| Etkinlikler | Sayısı | Süresi (saat) | Toplam İş Yükü (saat) |
|---|---|---|---|
| Ders Öncesi/Sonrası Bireysel Çalışma | 14 | 3 | 42 |
| Proje ve Hazırlığı | 6 | 3 | 18 |
| Ödev ve Hazırlığı | 6 | 2 | 12 |
| Laboratuvar ve Hazırlığı | 0 | 0 | 0 |
| Atölye ve Hazırlığı | 0 | 0 | 0 |
| Sunum ve Hazırlığı | 0 | 0 | 0 |
| Seminer ve Hazırlığı | 0 | 0 | 0 |
| Demo ve Hazırlığı | 0 | 0 | 0 |
| Araştırma ve Hazırlığı | 0 | 0 | 0 |
| Rapor ve Hazırlığı | 6 | 1 | 6 |
| Arasınav ve Hazırlığı | 1 | 12 | 12 |
| Kısa Sınav ve Hazırlığı | 0 | 0 | 0 |
| Final ve Hazırlığı | 1 | 10 | 10 |
| Teorik Ders Saati | 0 | 0 | 0 |
| Uygulama Ders Saati | 0 | 0 | 0 |
Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi
| ÖÇ1 | |||||||||||||||||
| ÖÇ2 | |||||||||||||||||
| ÖÇ3 | |||||||||||||||||
| ÖÇ4 | |||||||||||||||||
| ÖÇ5 |