Digitaalitekniikan alkeiskurssi (oli 'dEEP-kurssi torstaisin Hgin labilla')

Epäteoreettisen digitaalielektroniikan perusteet -kurssi jatkuu Helsingin labilla torstai-iltaisin klo 18. Kaksi sessiota on pidetty ja päästy hyvään alkuun.

Ensimmäisellä kerralla tutustuttiin erilaisiin piirien lähtöasteisiin sekä teoriassa että käytännössä oskilloskoopin kanssa niitä ihmetellen. Toisella kerralla päästiin jo hands-on rakenteluun leipälaudalla, kohteena erityisesti schmitt-trigger-invertteri ja sen sovellukset. Seuraavalla kerralla (2.10.) jatketaan kombinaatiologiikan alkeilla.

Kurssin tähänastinen materiaali löytyy toistaiseksi täältä, myöhemmin etsin tälle ehkä paremman paikan. Kannattaa lukea näitä Notes-moodissa, siellä on lisää tekstiä varsinaisten slidejen lisäksi.

Käytetään tätä threadia kurssin tiedotuskanavana, tähän voi myös esittää aiheeseen liittyviä kysymyksiä.

Muutto tulee aiheuttamaan jonkinlaisen katkon kurssiin, mutta ainakin vielä 2.10. istunto pidetään vanhaan tapaan Nilsiänkadulla. Väliin jäävistä kerroista tiedotetaan tarkemmin tämän threadin kautta ja toki myös kurssi-istunnoissa.

Laitoin ne tuonne jakoon myös PDF-versioina, helpompi jos vain haluaa selailla nopsaa:

– M

dEEP jatkuu tämänkin viikon torstaina 9.10. Vaikka muutto onkin jo saatu alkuun, tämä istunto pidetään vielä Nilsiänkadun tiloissa.

Viime kerralla päästiin jo hyvään alkuun kombinaatiologiikan kanssa, ja tällä kerralla jatketaan saman aiheen parissa. Viimeksi leipälautapuolella saatiin ledivilkut painonapilla ohjattaviksi, nyt päästään jo kokeilemaan yhteenlaskua binäärimaailmassa.

Alkavan viikon torstaina 16.10. dEEP-istuntoa ei pidetä, koska labeista sekä uusi että vanha ovat pahasti sekaisin.

Viime kerralla tutkittiin yhteenlaskupiirejä ja vähän muutakin. Homma jäi vielä hiukan kesken, joten sitä jatketaan seuraavalla kerralla, kunhan uusi labi saadaan riittävästi järjestykseen.

Ensimmäisessä postauksessa olevan linkin takana olevaan materiaaliin on päivitetty viime kerralla katsellut kuvat.

Sinnikkäästi pidämme tämänkin viikon dEEP-istunnon 23.10., tällä kertaa uudella labilla, Takkatie 18. Olosuhteet ovat vielä melko karut ja osa tavaroista hukassa, mutta eiköhän tuosta selvitä. Ainakin TTL-piirien laatikosto on jo paikannettu.

Kombinaatiologiikan alueella edelleen mennään. Jatketaan kesken jääneen yhteenlaskupiirin tutkimista, ja pyritään saamaan se toimimaan.

Myös 30.10. istunto pidetään. Olosuhteet eivät edelleenkään ole ihanteelliset, mutta viime kertaan verrattuna parantunutta on ainakin lämmityksen olemassaolo.

Viime kerralla kerrattiin pienehköllä osallistujajoukolla binääriyhteenlaskua. Tällä kertaa päästään jo sekvenssilogiikan alkeisiin.

Onko mitään arvausta, koska koko kurssi voisi olla tarjolla hack-viikonloppuna? En itse pääse torstaisin kuin satunnaisesti paikalle, mutta hyvissä ajoin tiedossa olevalle viikonloppukurssille voisin anoa viikonloppuvapaan.

Aikaisintaan joulukuun alussa. Eli labi pitää ensin saada kuntoon muuten. Mutta ilmoitellaan heti kun paremmin tiedetään.

– M

Ei haittaa vaikka olisi vasta alkuvuonna. Yleensä joulukuu on aika härdelliä ja kokonaisen viikonloppuvapaan saaminen voi tehdä tiukkaa.

dEEP jatkuu taas 6.11. Viime kerralla päästiin jo hyvään alkuun sekvenssilogiikan saralla, ja saatiin rakennettua peruspiiri, kahden NANDin RS-latch. Tällä kerralla jatketaan latcheista ja flip-flopeista, ja rakentelupuolella on luvassa valonarkoja puuhia.

Seuraava dEEP on 13.11. normaaliin tapaan. Viime kerralla tutkittiin erilaisia latch/flip-flop-versioita ja lopulta päädyttiin JK- ja D-kiikkuihin. Rakenteluosastolla saatiin aikaan optotransistoreita käyttävä liikkeen suunnan ilmaisin D-kiikulla.

Tällä kerralla jatketaan kiikkujen parissa ja niistä ei olekaan enää pitkä matka laskureihin. Lisäksi tutkitaan Markon D-latcheja hyödyntävää D/A-muunninta, jolla voi piirtää vektorigrafiikkaa skoopin ruudulle.

dEEP taas 20.11. Viimeksi kerrattiin latcheja ja flip-floppeja ja käytännön sovelluksena ihmeteltiin kolmikanavaista D/A-muunninta, jossa tavoite on saada data ulos eri kanavilta tasan yhtä aikaa, jotta vektorigrafiikan piirtely onnistuu. Tähän on saatu kulutettua 48 D-kiikkua, ja lopputulos toimii hyvin.

Tällä kerralla jatketaan vielä hiukan toggle-flip-floppien rakentelulla ja siitä päästäänkin puolivahingossa binäärilaskurien maailmaan.

Taas pidetään istunto 27.11. Viime kerta menikin kokonaan rakentelun puolelle. Tutkittiin kytkentää, jossa ohjattiin painikkeella toggle-kiikkua. Todettiin, että tämä ei ole ihan ongelmatonta kytkinvärähtelyjen takia. Tehtiin pientä värähtelyjen hillintää kondensaattorin ja schmitt-invertterin avulla, ja lopuksi saatiin tehtyä toggle-kiikuista binäärilaskuri.

Tällä kerralla tutustutaan lisää laskureihin, ja palataan kytkinvärähtelyjen poiston problematiikkaan, etsien tällä kertaa täysin digitaalista ratkaisua aiheeseen.

Ensimmäisessä postauksessa olevan linkin taakse on päivitetty lisää materiaalia. Siellä on nyt mukana viime kerroilla rakennettujen kytkentöjen kytkentäkaaviot toimintaselostuksineen.

Lisää dEEPpiä tulossa 4.12. Viimeksi syvennyttiin lisää laskureihin ja käytiin välillä myös tilakoneiden puolella. Rakenteluosastolla tehtiin toisenlainen ratkaisu kytkinvärähtelyjen poistoon, käyttäen laskuria ja kiikkua. Tämä on “FPGA-kelpoinen” tapa ratkaista asia, joten tähän palataan vielä kevätpuolella.

Sekvenssilogiikan osalta loppusuora häämöttää. Tällä kerralla aiheena on siirtorekisterit ja samalla päästään sivuamaan sarjaliitäntöjen maailmaa.

Jatkuu 11.12. Viimeksi tutkittiin siirtorekistereitä ja myös rakennettiin sellaisia D-kiikuista. Lopuksi kytkettiin kahden ryhmän rakentamat siirtorekisterit peräkkäin ja saatiin vielä pidempi rekisteri. Kytkemällä vielä koko ketjun inputti outputtiin saatiin bittikuvio kiertämään loputonta kehää.

Nyt kurssilaiset ovatkin sitten kaikkitietäväisiä, koska koko sekvenssilogiikkakin on jo käyty läpi. Loput kerrat tämän vuoden puolella käytetään rakenteluun, tällä kerralla erityisesti siirtorekisterien sovelluksia. Tutkitaan tarkemmin kuuluisaa 595-piiriä ja mietitään, voiko siirtorekisteristä rakentaa Larson-skannerin.

Vuoden viimeinen dEEP pidetään 18.12. Viime kerralla rakennettiin 595-piiriä toiminnallisesti vastaava hässäkkä D-kiikuista leipälaudalle, ja todettiin, että Arduinon 595-esimerkkiohjelmat toimivat sen kanssa suoraan, eli yhteensopivuus on riittävä.

Pysytään vielä Larson-skanneri -teemassa. Syyslukukauden päätöstyönä rakennetaan skanneri hiukan eri periaatteella kuin viimeksi katseltu siirtorekisteripohjainen. Samalla tulee kerrattua monia syksyn aikana läpikäytyjä asioita.

Vuodenvaihteen jälkeen dEEP jatkuu ohjelmoitavien logiikkapiirien parissa. Seuratkaa tätä ketjua.

Vuoden vaihtumisen kunniaksi sain aikaan tehdä syksyn labratöiden toimintaselostukset loppuun asti. Ne löytyvät saman linkin takaa kuin tähänkin saakka, linkki myös tässä.

dEEP:in syksyn aikana käyty osuus tulee jatkossa olemaan nimellä Digitaalitekniikan alkeiskurssi, ja näillä näkymin sen seuraava toteutus tulee olemaan helmikuun lopulla, viikonlopun mittaisena. Tästä tulee tarkempaa tiedotusta myöhemmin.

dEEP:in jatko, joka alkaa 8.1., on nyt nimeltään Digitaalitekniikan peruskurssi. Siinä keskitytään ohjelmoitavien logiikkapiirien perusteisiin. Tästä perustetaan oma threadinsa tälle foorumille.

Joten tämä dEEP-threadi vaikenee, kiitokset kaikille osallistujille. Kysymyksiä saa toki edelleen esittää tähänkin threadiin.

Tähän on hyvä lopettaa http://ultrakeet.com.au/write-ups/microcontrollers-not-allowed

(sisältää huumoria, mutta myös vähän asiaakin piilotettuna)