Лабораторна робота Вивчення роботи основних логічних елементів.

Мета: Дослідити роботу основних логічних елементів.

Скласти таблиці істинності для елементів, що досліджуються, та визначити з їх допомогою логічні функції, що виконують ці елементи.

Обладнання: Стенд універсальний ОАВТ.

Плата №1 та дві технологічні карти: 1-1по 1-9

Техніка безпеки:

• Напруга живлення стенду "ОАВТ"- 220 В, 50 Гц є небезпечною для життя !!!

• Стенд перед початком роботи необхідно заземлити.

• Встановлення до стенду плат та їх заміну проводити тільки при вимкненому живленні стенду.

• Для уникнення ураження електричним струмом забороняється розбирати стенд та самостійно замінювати плавкі вставки.

• Забороняється встановлювати до стенду плати, які не вказані в інструкції. Після закінчення роботи вимкнути живлення стенду та відключити стенд від мережі живлення.

Теоретичні відомості:

Функціонально повним логічним базисом називається набір логічних операцій, за допомогою яких можна представити будь-яку булеву функцію. Функціонально повними є базиси (І, АБО,НІ).

Логічний базис називається мінімальним, якщо видалення хоча б однієї з вхідних функцій перетворюється в набір функціонально неповний.

Реалізація логічних функцій в базисі (І-НІ)

ЛЕ «І-НІ»	Інвертор
	Диз׳юнктор
	Кон׳юнктор

Рисунок .1. – Реалізація логічних функцій в базисі (І-НІ)

Реалізація логічних функцій в базисі АБО-НІ

Диз׳юнктор

Кон׳юнктор

Рисунок .2. – Реалізація логічних функцій в базисі АБО-НІ.

Крім логічних елементів, що реалізують основні логічні функції, в схемах часто використовують наступні логічні елементи: розширювач, рівнозначність, заперечення, мажоритарний елемент та інші.

Хід роботи:

Підключити до стенду плату №1, після чого можна включити живлення стенду.

Встановити до стенду технологічну карту 1-1., 1-2

Перебрати усі можливі комбінації вхідних сигналів (за допомогою перемикачів SА1 та SА2) та скласти таблицю істинності елементів, який приведено у карті 1-1. Замалювати до звіту схему карти 1-1 та занести складену таблицю істинності. Причому, визначити по таблиці істинності логічну функцію, що виконується елементом, та у схемі замість загальної позначки "λ" поставити позначку, що відповідає визначній логічній функції.

Оскільки на схемах карт 1-2; 1-4, 1-6, 1-7, 1-8 та 1-9 знаходиться не один, а декілька елементів, то змінювати загальну позначку "λ" на позначку певної логічної функції необхідно для усіх елементів, що входять до схеми карти.

Для карти 1-7 вхідні сигнали задають три перемикача - SА1, SА2 та SАЗ.

Для карти 1-8 вхідні сигнали задають чотири перемикача - SА1, SА2, SА4 та SА5. Таблицю істинності скласти для двох сигналів - само вихідного та проміжного (індикатори НL1 та НL2).

Для схем карт 1-5, 1-6, 1-7, 1-8 та 1-9 записати аналітичне подання функції, ще виконує схема, через функцію "кон'юнкція", "диз'юнкція" та "інверсія". Для карті 1-9 повинно бути два аналітичних записи - для вихідного та для проміжного сигналу.

Зверніть увагу! При нанесенні схем технологічних карт до звіту слід витримувати логічні узгодження між вихідними та вхідними активними рівнями сигналів. Назви основних логічних елементів відповідають тим функціям, які вони виконують у системі високих потенціалів вхідних сигналів.

Зміст звіту

Звіт повинен містити назву та мету роботи, перелік обладнання, схеми технологічних карт, таблиці істинності, аналітичні записи функцій, що виконуються схемами, висновки по роботі.

Контрольні питання:

1 Основні визначення алгебри логіки.

2 Методи подання булевих функцій.

3Логічні функції від однієї змінної: визначення, позначення, таблиці істинності.

4 Логічні функції від двох змінних: визначення, позначення, таблиці істинності.

5 УГП основних логічних елементів.

Лабораторна робота

Вивчення ронити дешифраторів

Мета: Дослідити роботу перетворювачів коду (дешифратора та перетворювача двійкового коду ).Скласти таблиці істинності для пристроїв, що досліджуються.

Обладнання: Стенд універсальний ОАВТ.

Плата №4 та дві технологічні карти: 4-1,4-2.

Техніка безпеки:

• Напруга живлення стенду "ОАВТ"- 220 В, 50 Гц є небезпечною для життя !!!

• Стенд перед початком роботи необхідно заземлити.

• Встановлення до стенду плат та їх заміну проводити тільки при вимкненому живленні стенду.

• Для уникнення ураження електричним струмом забороняється розбирати стенд та самостійно замінювати плавкі вставки.

• Забороняється встановлювати до стенду плати, які не вказані в інструкції. Після закінчення роботи вимкнути живлення стенду та відключити стенд від мережі живлення.

Теоретичні відомості:

Перетворювачем коду називається комбінаційний пристрій, призначений для зміни виду кодування інформації

Рисунок 1 – Умовне графічне позначення перетворювача коду.

Шифратором, або кодером, називають комбінаційний логічний пристрій для перетворення чисел з десяткової СЧ в двійкову. Шифратор має n виходів, число його входів повинно бути не більше ніж 2ⁿ. Шифратор що має 2ⁿ входів та n виходів називається повним. Якщо число входів шифратора менше ніж 2ⁿ, він називається неповним.

Так як число входів даного пристрою менше 2ⁿ=16, то маємо неповний шифратор. Використовуючи таблицю для Q₃, Q₂, Q₁, Q₀ можна записати наступні вирази:

Q₃ = x₈+x₉,

Q₂ = x₄+x₅+x₆+x₇,

Q₁ = x₂+x₃+x₆+x₇,

Q₀ = x₁+x₃+x₅+x₇+x₉.

Дешифратором, або декодером називають комбінаційний логічний пристрій для перетворення чисел з двійкової системи числення в десяткову. Якщо кількість адресних входів дешифратора n пов’язана з числом виходів m співвідношенням m=2ⁿ, то дешифратор називається повним. В іншому випадку тобто, коли m<2ⁿ, дешифратор називається неповним.

Алгоритм роботи дешифратора описується системою рівнянь виду

X₀ = Q₃Q₂Q₁Q₀,

X₁ = Q₃Q₂Q₁Q₀,

X₂ = Q₃Q₂Q₁Q_0.

………………….

Де Qi – значення логічної змінної на i-му вході пристрою

Умовне графічне позначення дешифратора на схемі має вигляд:

Рисунок 2 – Умовне графічне позначення дешифратора

Хід роботи:

Дослідження дешифратора (перетворювача двійкового коду в унітарний десятковий).

Підключити до стенду плату №4, після чого можна включити живлення стенду.

Встановити до стенду технологічну карту 4-1. Перемикачі SА1, SА2 та SАЗ задають вхідний двійковий код. Кнопка SВ2 задає сигнал на вході дозволу роботи дешифратора (якщо на вході дозволу роботи неактивний вхідний сигнал, то на всіх виходах дешифратора неактивні рівні сигналу).

Скласти таблицю істинності дешифратора.

Замалювати до звіту схему карти 4-1 та занести складену таблицю істинності. При складанні таблиці істинності дешифратора для її скорочення рекомендується для випадку, SВ1 задає "1", заповнити тільки один рядок таблиці істинності, причому у колонках, що відповідають вхідному коду, поставити позначку "х" або "-", яка символізує те, що значення цих вхідних сигналів не впливають на вихідні сигнали. Кажуть, що у цьому випадку значення цих сигналів байдужі.

Дослідження перетворювача двійкового коду у код 7S (код семисигнального індикатору).

Встановити до стенду технологічну карту 4-12 Перемикачі з SА1 до SА4

задають вхідний двійковий код. Перемикач SА5 задає вигляд вихідної інформації: якщо SА5 задає "1", то на індикаторі числа, що перевищують 9, виводяться у шістнадцятирічному вигляді; якщо SА5 задає "0", то на індикаторі числа, що перевищують 9, виводяться у десятковому вигляді, а крапка символізує перенесення до наступного десяткового розряду.

Скласти таблицю істинності перетворювача двійкового коду у код 7S.

Замалювати до звіту схему карти 4-2 та занести складену таблицю істинності.

Зміст звіту

Звіт повинен містити назву та мету роботи, перелік обладнання, стислі теоретичні відомості, схеми технологічних карт, таблиці істинності, висновки по роботі.