Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Division mit Logikgattern


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von Martin (Gast)


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Meine Aufgabe ist es, mit Hilfe von Logikgattern, eine, eingehende, 
Spannungswert zu halbieren und anschließend in einen Addierer 
weiterzuleiten.
Leider habe ich große Probleme damit, einen Weg zu finden, um Spannungen 
zu dividieren. Selbst wenn ich einen Weg habe, um die Spannung zu einem 
Digitalsignal umzuwandeln, finde ich weiterhin keine, für mich 
verständlichen, Erklärungen zur Division von Digitalwerten mit Hilfe von 
Logikgattern.

Es ist ein Schulprojekt, also wären simple Erklärungen sehr net :)

von c-hater (Gast)


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Martin schrieb:

> Meine Aufgabe ist es, mit Hilfe von Logikgattern, eine, eingehende,
> Spannungswert zu halbieren und anschließend in einen Addierer
> weiterzuleiten.
> Leider habe ich große Probleme damit, einen Weg zu finden, um Spannungen
> zu dividieren.

Dann hast du nicht aufgepaßt. Ende der Ansage.

Der Trick ist: es gibt Sonderfälle bei der Division, die sich mit sehr 
viel weniger Aufwand in binärer Logik abhandeln lassen. Das Halbieren 
eines Wertes ist so ein Sonderfall...

von bom (Gast)


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Teilen durch 2 geht im Binärsystem ganz einfach, man muss nur nach 
rechts schieben. Also einfach alles um eine Stelle umverdrahten.

Wenn Du 1000101010010 hast und willst das durch 2 Teilen kommt 
100010101001 raus (hab ich ohne Taschenrechner gemacht)





Teilen durch 10 geht im Dezimalsystem ja auch ganz einfach.

Wenn Du 1939634934 hast und willst das durch 10 Teilen kommt 193963493 
raus (hab ich ohne Taschenrechner gemacht)

von Stefan F. (Gast)


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Du musst schon zwischen analogen und digitalen Operationen 
unterscheiden.

Eine Spannung zu halbieren ist auf jeden Fall eine analoge Operation. 
Das macht man im einfachsten Fall mit einem Spannungsteiler. Spannungen 
dividieren ist auch eine analoge Operation.

Mit ADC wandelt man analoge Spannungen in digitale Zahlen um. Mit einem 
Computer (z.B. Mikrocontroller) berechnet man digitale Zahlen.

Logikgatter haben hier gar nichts zu suchen. Letztendlich besteht zwar 
jeder Computer im Wesentlichen aus Logikgattern, allerdings tausende. 
Nur völlig verrückte Bastler bauen Computer aus Logikgattern.

> Es ist ein Schulprojekt, also wären simple Erklärungen sehr net :)

Beschreibe doch bitte zunächst etwas konkreter, was du machen willst. Du 
hast hier den Fehler gemacht, mit einem halbgaren Lösungsansatz für eine 
unbekannte Aufgabe anzufangen. So geht das nicht.

Also löse dich bitte von Gattern, Spannungen und Divisionen und 
beschriebe die eigentlich Aufgabe. Die könnte zum Beispiel lauten: "Ich 
möchte die Heizung einschalten, wenn die Wohnung zu kalt wird" - nicht: 
"Ich möchte eine fünf möglichst tödliche Hochspannungsfunken erzeugen, 
wenn die Hälfte einer Spannungen unter eine gewisse Schwelle fällt".

von S. R. (svenska)


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Martin schrieb:
> Es ist ein Schulprojekt, also wären simple Erklärungen sehr net :)

Analog: Stichwort Spannungsteiler.
Digital: Stichwort Bitshift (wurde schon genannt).

von Martin (Gast)


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Danke dir :) Das hat mir sehr geholfen :D

von Stefan F. (Gast)


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Martin schrieb:
> Danke dir :) Das hat mir sehr geholfen :D

Wer ist "Dir" und was ist "Das"?

Ich meine, eine wirklich konkrete Antwort hast du ja noch nicht 
bekommen.

von Jacko (Gast)


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Vielleicht soll auch mit Logikgattern ein Spannungs-
teiler aktiviert werden? Der Addierer könnte ja auch ein
analoger Summierverstärker sein.

"ich soll" ... "Schulprojekt":

Sieht aus, als ob da jemand wochenlang geschwänzt hat - und wir
sollen mal fix die Hausaufgabe erledigen, ohne dass sich auch nur
um die genaue Aufgabenstellung gekümmert wird...

Gute Nacht

von nachtmix (Gast)


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Schau dir mal die Analogschalter-ICs CD4066 sowie CD4051 bis CD4053 an.

Damit kannst du analoge Spannungen mittels digitaler Steuersignale 
schalten.
Diese ICs gibt es auch mit niederohmigeren und schnelleren Schaltern 
aber reduzierten Spannungsbereich als 74HC-Serie, also 74HC4051 etc.

von MaWin (Gast)


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bom schrieb:
> Also einfach alles um eine Stelle umverdrahten.

Lös ihm doch nicht die Hausaufgaben.
Beitrag "Einheitlicher Umgang mit faulen Schülern etc.?"

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Also "eingehender Spannungswert" klingt für mich nach einem bereits mit 
A/D-Wandler digitalisierten Zahlenwert, nicht nach analoger Spannung in 
Volt.

Also geht es nur noch um die beiden Verarbeitungsschritte "Teilen durch 
Zwei" und "Addition". Dass die Teilung einfach aus Rechtsschieben 
besteht, wurde schon gesagt, für die Addition gibt es fertige 
TTL-Bausteine, deren Innenleben aus Logikgattern im Datenblatt oft 
abgedruckt ist.

Aber wenn ich die Formulierung zum Addierer ("weiterzuleiten") richtig 
verstehe, soll der nicht aus einzelnen Logikgattern aufgebaut werden, 
sondern ist schon fertig vorhanden.

: Bearbeitet durch User
von Amateur (Gast)


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Wenn der gewandelte Wert als "echter" Binärwert vorliegen, greift der 
Sonderfall: Division durch 2.

Ein echter binärer Teiler wird ein Bauteilegrab oder ein 
Spezialbaustein.

Übrigens: Was ein Binärwert repräsentiert, also Volt, Liter oder 
Kilogramm, ist bei der Bearbeitung völlig egal.

von Bauteilegrab (Gast)


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von karadur (Gast)


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Man könnte beim DA-Wandler nur die oberen 7Bit nehmen. Bit 8 auf GND.

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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@Bauteilegab:
So sieht das dann umgesetzt aus: 
Beitrag "Re: Space Age 2 der 32Bit MIPS Rechner in TTL"

von Jürgen S. (engineer) Benutzerseite


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Bissl aufwändig für nur einen Divider. Divisionen mit Logikgattern baut 
man am einfachsten nach der Methode nach Heron auf und wenn es schnell 
sein soll, als parallele Struktur wie beim "schriftlichen Dividieren".

von Stefan F. (Gast)


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Ich lach mich tot, wenn der TO am Ende doch nur einen Spannungsteiler 
sucht.

von Hannes J. (hannes_j)


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Mal abgesehen von den analogen Varianten und denen wo du durch 
Bitshifting durch 2, 4, 8, 16 usw. teilst:

Die krasse zu Fuß Variante, eine echte Division mit beliebigen ganzen 
Zahlen durchzuführen, wäre so oft Divisor MINUS Dividend rechnen, bis es 
nicht mehr geht weil das Ergebnis negativ wäre und dabei mitzählen wie 
oft du subtrahieren konntest. Der Zähler enthält dann das ganzzahlige 
Divisionsergebnis.

Das geht mit Logikgattern recht einfach. Habe ich damals im 1. Semester 
des Studiums mal mit einem CPLD gemacht.

: Bearbeitet durch User
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