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Digitaltechnik

Modulbezeichnung: Digitaltechnik
Studiengang: Biomedizinische Technik, Bachelor, ASPO 01.10.2013
Code: BMT.E1105
SWS/Lehrform: 2V+2U (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 5
Studiensemester: 3
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur
Zuordnung zum Curriculum:
BMT.E1105 Biomedizinische Technik, Bachelor, ASPO 01.10.2011, 3. Semester, Pflichtfach
BMT.E1105 Biomedizinische Technik, Bachelor, ASPO 01.10.2013, 3. Semester, Pflichtfach
E1105 Elektrotechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2012, 1. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Albrecht Kunz
Dozent: Prof. Dr. Albrecht Kunz

[letzte Änderung 12.09.2015]
Lernziele:
Die Studierenden
- lernen digitale Schaltungen (Schaltnetze und Schaltwerke) zu verstehen, sie zu analysieren und zu entwerfen
- kennen die Eigenschaften und Anwendung verschiedener Codes
- können Schaltfunktionen aufstellen, minimieren und realisieren
- kennen den Aufbau und die Funktion von Flip-flops
- beherrschen sicher den Umgang mit Bauelementen (Zähler, Speicher, Umsetzer, Codiersystemen)
- erlernen die Methoden der Digitaltechnik, deren Arbeitsweise und Anwendung
Durch die Übungen sollen die Studierenden zum selbständigen Arbeiten angeleitet werden. Damit sollen sie befähigt werden, nach erfolgreichem Abschluss des Moduls eigenständig digitale Systeme entwerfen zu können, insbesondere mittels der Automatentheorie.

[letzte Änderung 05.05.2013]
Inhalt:
1. Einführung und Grundlagen der Digitaltechnik
2. Mathematische Grundlagen:
boolsche Funktion, boolsche Algebra, Zahlensysteme (Dezimal, Dual, Oktal, Hexadezimal)
Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division von Dualzahlen
3. Codierverfahren
Zweck der Codierung, Darstellung verschiedener Codes, z.B. BCD, Aiken, Gray, ASCII Code
4. Darstellung, Synthese und Analyse boolscher Fuktionen
Disjunktive und konjunktive Normalform, graphische Schaltungssynthese (KV-Diagramm), Minimierungsverfahren nach Quine und McCluskey
5. Optimierung von Schaltnetzen
Schaltgatter der Digitaltechnik, Verknüpfung mehrerer Gatter, Substitution durch NOR / NAND Gatter
6 Schaltungsentwurf am Beispiel der 2- aus 3-Schaltung
7. Flip-Flop Schaltungen
Aufbau und Arbeitsweise von Flipflops, nichttaktgesteuerte Flipflops, Taktzustands- und taktflankengesteuerte Flipflops,
Charakteristische Gleichung
8. Register- und Speicherschaltungen
Entwurf von Asynchron- und Synchronzählern
9. Rechenschaltungenen
Halbaddierer, Volladdierer, Carry-look-ahead-Addierer,Subtrahierschaltungen, Multiplikationsschaltungen
10.Digitale Auswahl und Verbindungsschaltungen
Multiplexer, Demultiplexer, Komparatorschaltungen, AD und DA Wandler
11. Automatentheorie
Moore und Mealy Automaten, Zustandsübergangsgraph, Automatentafel, Programmablaufplan

[letzte Änderung 05.05.2013]
Lehrmethoden/Medien:
Skript, Übungsaufgaben, Präsentation mit Tafel und Beamer

[letzte Änderung 14.04.2013]
Literatur:
Auer, Adolf: Digitaltechnik, Aufgabensammlung, Hüthig, 1991
Beuth, K.: Digitaltechnik, Vogel Business Media
Beuth, K.: Elektronik Band 4, Vogel Business Media
Borgmeyer, Johannes: Grundlagen der Digitaltechnik, ?
Borucki, L.: Digitaltechnik, Teubner
Fricke, Klaus: Digitaltechnik - Lehr- und Übungsbuch für Elektrotechniker und Informatiker,
Vieweg+Teubner
Leonhardt, E.: Grundlagen der Digitaltechnik, Hanser
Lipp, H.M.: Grundlagen der Digitaltechnik, Oldenbourg
Tietze; Schenk: Halbleiterschaltungstechnik, Springer
Urbanski, K.; Woitowitz, R.: Digitaltechnik. Ein Lehr- und Übungsbuch, Springer

[letzte Änderung 14.04.2013]
[Tue Jun 25 12:12:03 CEST 2019, CKEY=eda, BKEY=bmt2, CID=BMT.E1105, LANGUAGE=de, DATE=25.06.2019]