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Digitaltechnik

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Digitaltechnik
Modulbezeichnung (engl.): Digital Electronics
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2020
Code: MST2.DIG
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P200-0006
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
4V+1P (5 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
5
Studiensemester: 4
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Erforderliche Studienleistungen (gemäß ASPO):
Praktikum (Prüfungsvorleistung)
Prüfungsart:
Klausur

[letzte Änderung 10.11.2020]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

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:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
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):
MST2.ELE Elektronik


[letzte Änderung 17.03.2022]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
MST2.MIC Mikroprozessortechnik


[letzte Änderung 17.03.2022]
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schäfer
Dozent: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schäfer

[letzte Änderung 01.10.2020]
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]
[Fri Feb  3 20:01:21 CET 2023, CKEY=m3MST2.DIG, BKEY=mst4, CID=MST2.DIG, LANGUAGE=de, DATE=03.02.2023]