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Unit – 1: Digital Logic

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1. Data and number systems;Binary, Octal and Hexa decimal representation and their conversions ;BCD,ASCII, EBDIC, Gray codes and their conversions; Signed binary number representation with 1’s and 2’s complement methods,
Binary arithmetic. Venn diagram, Boolean algebra; Various Logic gates-their truth tables and circuits; Representation in SOP and POS forms; Minimization of logic expressions by algebraic method, Kmap method

🧮 1. Data and Number Systems (डेटा और संख्या प्रणालियाँ)

डेटा को कंप्यूटर में बाइनरी (0 और 1) के रूप में स्टोर और प्रोसेस किया जाता है।

🔢 Binary, Octal और Hexadecimal – प्रस्तुति और कन्वर्ज़न

प्रणालीबेसअंकों का प्रयोग
Binary (बाइनरी)20, 1
Octal (ऑक्टल)80–7
Hexadecimal (हेक्साडेसिमल)160–9, A–F

✅ Conversion:

🔢 2. Codes and Representations

📦 BCD (Binary Coded Decimal):

DecimalBCD
50101
91001

🔤 ASCII (American Standard Code for Information Interchange):

CharacterASCII (Decimal)Binary
A651000001

🖨️ EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code):

⚙️ Gray Code:

✅ Binary ↔ Gray Code Conversion संभव है

➕➖ 3. Signed Binary Number Representation

✅ दो तरीके:

1️⃣ 1’s Complement Method

2️⃣ 2’s Complement Method

➗ 4. Binary Arithmetic (बाइनरी गणित)

ऑपरेशननियम
Addition0+0=0, 1+0=1, 1+1=10
Subtraction0−0=0, 1−0=1, 1−1=0
Multiplication0×0=0, 1×1=1
Divisionबाइनरी में Long Division जैसा

🔁 5. Venn Diagram (वेंन चित्र)

🧠 6. Boolean Algebra (बूलियन बीजगणित)

✅ Laws:

🔌 7. Logic Gates (लॉजिक गेट्स)

GateSymbolTruth Table
ANDA·B1 तभी जब दोनों इनपुट 1
ORA+Bकोई एक इनपुट 1 हो तो आउटपुट 1
NOTA̅इनपुट का उल्टा
NAND(A·B)̅AND का NOT
NOR(A+B)̅OR का NOT
XORA⊕Bजब इनपुट अलग हों तब 1
XNORA⊙Bजब इनपुट समान हों तब 1

🔤 8. SOP & POS Forms

🧾 SOP (Sum of Products):

🧾 POS (Product of Sums):

➖ 9. Minimization of Boolean Expression

🧮 (a) Algebraic Method:

🗺️ (b) Karnaugh Map (K-Map Method):

✔ 2, 3, 4 व 5 Variables तक के K-map प्रयोग होते हैं

📋 Quick Summary (संक्षेप सार)

विषयमुख्य बिंदु
संख्या प्रणालीBinary, Octal, Hexadecimal और उनके कन्वर्ज़न
कोड्सBCD, ASCII, EBCDIC, Gray Code
Signed Numbers1’s और 2’s Complement
बाइनरी अंकगणितजोड़, घटाव, गुणा, भाग
Boolean Algebraलॉजिक के नियम और समीकरण
Logic GatesAND, OR, NOT, XOR आदि
SOP/POSएक्सप्रेशन फॉर्म्स
MinimizationK-map और Algebraic तरीके

Here’s a brief discussion of each topic mentioned in the text:

1. Data and Number Systems

2. Binary, Octal, and Hexadecimal Representation & Conversion

3. BCD, ASCII, EBCDIC, and Gray Codes

4. Signed Binary Representation & Complement Methods

5. Binary Arithmetic

6. Venn Diagram & Boolean Algebra

7. Logic Gates, Truth Tables & Circuits

8. SOP (Sum of Products) & POS (Product of Sums) Representation

9. Minimization of Logic Expressions

These concepts are fundamental in digital logic design, essential for understanding computer architecture, digital circuits, and embedded systems. Let me know if you need further elaboration! 🚀

2. Combinational circuits-Adder and Subtractor circuits; Applications and circuits of Encoder ,Decoder, Comparator ,Multiplexer, De-Multiplexe rand Parity Generator. Memory Systems: RAM ,ROM, EPROM, EEROM, Design of combinational circuits-using ROM, Programming logic devices and gate arrays. (PLAs and PLDs)

🧮 Combinational Circuits (समायोज्य परिपथ)

📌 परिभाषा:

🔢 Adder और Subtractor Circuits

➕ 1. Half Adder (हाफ ऐडर):

➕➕ 2. Full Adder (फुल ऐडर):

➖ 3. Half Subtractor:

➖➖ 4. Full Subtractor:

💡 Encoder और Decoder

🔢 Encoder:

🔄 Decoder:

📏 Comparator (तुलनित्र):

🎚️ Multiplexer (MUX):

⛓️ Circuit Symbol:

I0 I1 I2 I3
  \ | | /
   \| |/
    MUX --- OUT
   /  \
 S0   S1

🔀 De-Multiplexer (DeMUX):

✅ Parity Generator:

🧠 Memory Systems (मेमोरी प्रणालियाँ)

प्रकारविवरण
RAMRandom Access Memory: Temporary storage, volatile
ROMRead Only Memory: स्थायी डेटा
EPROMErasable Programmable ROM: UV Light से मिटाया जाता है
EEPROMElectrically Erasable Programmable ROM: इलेक्ट्रिकली मिटाया जाता है

🛠️ Design of Combinational Circuits using ROM

🔲 Programming Logic Devices (PLDs)

✅ PLAs (Programmable Logic Arrays):

✅ PALs (Programmable Array Logic):

🔳 Gate Arrays (GAs):

📋 Quick Summary (संक्षेप सार)

टॉपिकमुख्य बिंदु
Adder/Subtractorबाइनरी जोड़/घटाव (Half/Full)
Encoder/DecoderInput ↔ Output लाइन कन्वर्ज़न
ComparatorA > B / A = B / A < B
MUX/DeMUXमल्टीपल इनपुट/आउटपुट हैंडलिंग
Parity GeneratorError Detection के लिए
MemoryRAM, ROM, EPROM, EEPROM
ROM-based DesignTruth table को ROM में स्टोर करना
PLAs/PLDsकस्टम लॉजिक सर्किट के लिए प्रयोग

1. Combinational Circuits

2. Applications & Circuits

In computer networks, parity refers to a simple form of error detection using a parity bit. This extra bit is added to a binary data sequence to ensure the number of “1” bits is either always even (even parity) or always odd (odd parity).

3. Memory Systems

4. Design of Combinational Circuits Using ROM

5. Programmable Logic Devices (PLD) & Gate Arrays

These concepts are widely used in digital electronics, computer architecture, and embedded systems. Let me know if you need more details! 🚀

3. Sequential Circuits-Basic memory element-S-R, J-K,D and T Flip Flops, various types of Registers and counters and their design, Irregular counter, State table and state transition diagram, sequential circuits design methodology.

🔁 Sequential Circuits (अनुक्रमिक परिपथ)

✅ परिभाषा:

Sequential Circuit ऐसे डिजिटल सर्किट होते हैं जिनका आउटपुट वर्तमान इनपुट और पिछले स्टेट (memory) पर निर्भर करता है।

यह Combinational Circuits से अलग होते हैं क्योंकि इनमें मेमोरी एलिमेंट (Flip-Flops) होते हैं।

🧠 Basic Memory Element: Flip-Flop (फ्लिप-फ्लॉप)

Flip-Flop एक 1-bit memory होती है जो डेटा को स्टोर करती है। यह दो स्टेट्स (0 और 1) में रहता है।

🔄 Types of Flip-Flops:

प्रकारफुल फॉर्मकार्य
S-R Flip-FlopSet-Resetस्टेट सेट या रिसेट करता है
J-K Flip-FlopJack-KilbyToggle करता है जब J = K = 1
D Flip-FlopData/Delayइनपुट को एक clock delay के बाद आउटपुट करता है
T Flip-FlopToggleहर clock पर आउटपुट को उलट देता है (toggle)

📘 Flip-Flop Truth Tables:

🧾 S-R Flip-Flop:

SROutput Q (Next)
00No change
01Reset (0)
10Set (1)
11Invalid (undefined)

🧾 J-K Flip-Flop:

JKOutput Q (Next)
00No change
01Reset
10Set
11Toggle

🧾 D Flip-Flop:

DQ(next)
00
11

🧾 T Flip-Flop:

TQ(next)
0No change
1Toggle

🗃️ Registers (रजिस्टर)

✅ परिभाषा:

Registers एक प्रकार का Sequential Circuit होता है जो multiple flip-flops को मिलाकर बनाया जाता है और multi-bit data स्टोर करता है।

🔄 Types of Registers:

👉 Registers का प्रयोग डेटा को ट्रांसफर करने या प्रोसेसिंग के दौरान टेम्पररी स्टोरेज के लिए किया जाता है।

🔢 Counters (काउंटर)

✅ परिभाषा:

Counter एक Sequential Circuit है जो Clock pulses की गिनती करता है।

⏳ Types of Counters:

प्रकारविवरण
Asynchronous CounterFlip-Flops को एक के बाद एक क्लॉक मिलता है
Synchronous Counterसभी Flip-Flops को एक साथ क्लॉक मिलता है
Up Counter0 से बढ़ता है (0,1,2…)
Down Counterघटता है (9,8,7…)
Up-Down Counterदोनों दिशा में गिनता है
Mod-n Countern स्टेट्स तक गिनता है (e.g., Mod-6)

❓ Irregular Counters:

📋 State Table और State Transition Diagram

✅ State Table:

✅ State Transition Diagram:

🛠️ Sequential Circuit Design Methodology

स्टेप्स:

  1. समस्या को समझो (Problem Statement)
  2. State Diagram बनाओ
  3. State Table तैयार करो
  4. State Assignment करो
  5. Flip-Flop Excitation Table बनाओ
  6. Boolean Expression निकालो
  7. Logic Circuit डिजाइन करो

📌 Quick Revision Table:

टॉपिकविवरण
Flip-Flop1-bit memory unit
SR, JK, D, Tविभिन्न प्रकार के Flip-Flops
RegisterMulti-bit स्टोरेज यूनिट
CounterClock pulses की गिनती
State TableState के इनपुट/आउटपुट को दर्शाता है
Transition DiagramState का ग्राफिकल व्यू
Design MethodologyStep-by-step लॉजिक डिजाइन प्रक्रिया

Here’s a brief discussion of each topic from the image:

1. Sequential Circuits

2. Basic Memory Elements (Flip-Flops)

Note: UPAR KE Truth table me kuch error hai, Niche vale se dekh le

3. Registers and Counters

4. Irregular Counter

5. State Table & State Transition Diagram

6. Sequential Circuit Design Methodology

These concepts are fundamental in digital logic design, microprocessor architecture, and embedded systems. Let me know if you need further elaboration! 🚀

4. Different types of A/D and D/A conversion techniques. Logic families TTL, ECL, MOS and CMOS, their operation and specifications.

🔄 A/D और D/A Conversion Techniques

✅ परिभाषा:

🎚️ A/D Conversion Techniques (Analog to Digital):

1️⃣ Successive Approximation Type ADC

2️⃣ Flash ADC (Parallel ADC)

3️⃣ Dual Slope ADC

4️⃣ Counter Type ADC

5️⃣ Sigma-Delta ADC

🔁 D/A Conversion Techniques (Digital to Analog):

1️⃣ Weighted Resistor DAC

2️⃣ R-2R Ladder DAC

📐 DAC और ADC Performance Parameters:

Parameterमतलब
Resolutionकितने बिट्स का डेटा कन्वर्ट हो सकता है (e.g., 8-bit, 10-bit)
Conversion Timeएनालॉग से डिजिटल या डिजिटल से एनालॉग में बदलने का समय
Accuracyआउटपुट कितना सही है
Linearityइनपुट और आउटपुट के बीच संबंध कितना सीधा है

🔌 Logic Families – TTL, ECL, MOS, CMOS

✅ Logic Families क्या हैं?

🔷 1. TTL (Transistor-Transistor Logic)

Specifications:

ParameterTTL
SpeedMedium (~10ns)
PowerMedium
Noise MarginModerate
Example74 Series ICs

🔷 2. ECL (Emitter Coupled Logic)

Specifications:

ParameterECL
SpeedVery High (<1ns)
PowerHigh
Noise MarginLow
Applicationहाई-स्पीड कंप्यूटिंग (सुपर कंप्यूटर आदि)

🔷 3. MOS (Metal Oxide Semiconductor)

Specifications:

ParameterMOS
SpeedLow
PowerLow
ApplicationStatic memory आदि में प्रयोग

🔷 4. CMOS (Complementary MOS)

Specifications:

ParameterCMOS
SpeedMedium to High
PowerVery Low
Noise MarginHigh
Applicationमोबाइल, माइक्रोकंट्रोलर, लैपटॉप आदि में

📊 Logic Family Comparison Table:

Logic FamilySpeedPowerNoise MarginCost
TTLMediumMediumMediumModerate
ECLVery HighHighLowExpensive
MOSLowLowLowLow
CMOSMedium-HighVery LowHighLow

📌 निष्कर्ष:

Here’s a brief discussion on each topic from the image:

1. A/D and D/A Conversion Techniques

These conversions are essential for interfacing analog signals with digital systems.

A/D (Analog to Digital) Conversion Techniques

D/A (Digital to Analog) Conversion Techniques

2. Logic Families and Their Operation

Logic families are groups of electronic logic gates built using similar technologies.

Types of Logic Families

  1. TTL (Transistor-Transistor Logic)
    • Fast and widely used in microprocessors.
    • Example: 7400 series ICs.
  1. ECL (Emitter-Coupled Logic)
    • Extremely fast but consumes high power.
    • Used in high-speed computing and communication systems.
  1. MOS (Metal-Oxide Semiconductor Logic)
    • Low power consumption, used in large-scale integration (LSI) circuits.
  1. CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor)
    • Extremely low power consumption and high noise immunity.
    • Used in modern processors and memory devices.

These concepts are fundamental in digital electronics, microprocessor design, and embedded systems. Let me know if you need further clarification! 🚀
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