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Digitaltechnik

Modulbezeichnung: Digitaltechnik
Modulbezeichnung (engl.): Digital Electronics
Studiengang: Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019
Code: MST2.DIG
SAP-Submodul-Nr.: P200-0006
SWS/Lehrform: 4V+1P (5 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 5
Studiensemester: 4
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Erforderliche Studienleistungen (gemäß ASPO):
Praktikum (Prüfungsvorleistung)
Prüfungsart:
Klausur

[letzte Änderung 10.11.2020]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
MST2.DIG (P200-0006) Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019, 4. Semester, Pflichtfach
MST2.DIG (P200-0006) Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2020, 4. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 75 Veranstaltungsstunden (= 56.25 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 93.75 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schäfer
Dozent:
Dipl.-Ing. Hans-Joachim Bohr


[letzte Änderung 10.11.2020]
Lernziele:
Die  Studierenden können nach erfolgreichen Anschluss des Moduls die Schaltalgebra anwenden und digitale Schaltungen (Schaltnetze,  Schaltwerke) analysieren und synthetisieren.
Sie kennen die wichtigsten digitalen Grundschaltungen (Standardschaltnetze und Standardschaltwerke) und die verschiedenen Schaltkreisfamilien.
Sie können einfache Automaten beschreiben und entwerfen.
Sie verstehen den Aufbau und die Funktionsweise von Speicherbausteinen und kennen die Arbeitsweise eines Mikroprozessors.
Im Praktikum werden die Kenntnisse der Digitaltechnik weiter vertieft.

[letzte Änderung 17.03.2022]
Inhalt:
1.     Einführung
2.     Zahlendarstellung im Computer
2.1      Dualzahlen, Zweierkomplementdarstellung, Festkomma- und Fließkomma-Zahlen
2.2      Elementare Rechenoperationen
2.3      Codes
3.     Schaltalgebra
3.1      Logische Funktionen
3.2      Rechenregeln
3.3      Minimierung logischer Funktionen mittels Karnaugh-Veitch-Diagramm
4.     Schaltnetze
4.1      Analyse und Synthese von Schaltnetzen
4.2      Grundschaltungen: Decoder, Multiplexer, Demultiplexer, Codewandler, Addierer, Subtrahierer
5.     Schaltwerke
5.1      Flip-Flops
5.2      Register, Latches und Schieberegister
5.3      Analyse und Synthese von Schaltwerken
5.4      Synchrone Zähler
5.5      Moore- und Mealy-Automaten
5.6      Asynchrone Zähler
6.     Zeitverhalten von digitalen Schaltungen, Hazards
7.     Digitale Schaltkreisfamilien
8.     Halbleiter-Speicherbausteine
8.     Grundlagen der Mikroprozessortechnik
8.1      Von Neumann-Architektur
8.2      Aufbau und Arbeitsweise eines Modellprozessors
8.3      CISC- und RISC-Prozessoren
8.4      Pipelining und Pipeline-Hazards


[letzte Änderung 17.03.2022]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Vorlesung, Übung, Praktikum / Power-Point-Folien, Tafel

[letzte Änderung 17.03.2022]
Literatur:
Beuth, K.: Digitaltechnik, Vogel-Verlag
Brinkschulte, U. / Ungerer, T.: Mikrocontroller und Mikroprozessoren, Springer-Verlag
Fricke, K.: Digitaltechnik, Springer-Verlag
Hoffmann, D. W.:  Grundlagen der Technischen Informatik, Hanser-Verlag
Schiffmann, W. / Schmitz, R.: Technische Informatik 1, Springer –Verlag
Urbanski, K. / Woitowitz, R.: Digitaltechnik, Springer –Verlag
Wöstenkühler, G.: Grundlagen der Digitaltechnik, Hanser-Verlag
Wüst, K.: Mikroprozessortechnik, Vieweg-Verlag


[letzte Änderung 17.03.2022]
[Wed Jun 29 06:50:08 CEST 2022, CKEY=m3MST2.DIG, BKEY=mst3, CID=MST2.DIG, LANGUAGE=de, DATE=29.06.2022]