2. Выполнить команду меню Analysis/Transient

3. На панели Transient Analysis Limits задать

• время анализа в окне Time Range (диапазон времени) равным 2 (2 секунды)

• Шаг анализа (Maximum Time Step) 0

• Напряжения на обоих выводах резистора R1 и на выходе вентиля X2 (узел вывести на первый график. Для этого в трех строках колонки номера графика P вписать 1, в столбце YExpession в этих же строках последовательно V(a), V(b), V(c), где a,b,c – номера узлов.

• Состояние выходов счётчика вывести на второй график, введя в четвёртую строку и далее P=2, YExpession=D(n). (n – номер узла)

• В колонке XExpession установить переменную по Х – Т (время) для всех графиков.

• Поставить галочку в окошечке Auto Scale Ranges.

4. Нажать кнопку Run и командой Tile Vertical(Shift+F4) расположить окно Transient Analysis и окно со схемой рядом вертикально. Нажав Node Voltages, записать состояние светодиодов и семисигментного индикатора.

5. Зарисовать графики.

6. Уменьшить коэффициент деления до шести.

7. . Зарисовать графики.

Лабораторная работа 4. Семисегметный индикатор и дешифратор двоично-десятичного кода в семисегметный код

Задание. Исследовать семисегметный индикатор и дешифратор двоично-десятичного кода в семисегметный код, изучить применение опции Component/Animation.

1. Ввести принципиальную схему Рис. 4.1.

Рис.4.1. Принципиальная схема преобразователя двоичного кода в десятичный код.

Устройство работает следующим образом.

Двоичный код набирается переключателями U2-U5. Индикаторы U6-U9 показывают набранный двоичный код. Дешифратор X1 преобразует двоичный код в семисегметный код. Результаты преобразования высвечиваются на семисегментном индикаторе U1.

Дешифратор X1 - 7448. Ввод командой Component/Digital Library/74xx42/42-/7448.

U6 – U9 – виртуальные светодиоды. Ввод командой Component/Animation/LED. При подаче на их вход логического нуля индикаторы чёрные, при логической единице – красные.

U1 – семисегментный индикатор. Ввод командой Component/Animation/Seven segment. U1 – виртуальный элемент, наглядно показывающий состояние выводов дешифратора.

U2 – U5 – виртуальные переключатели . Ввод командой Component/Animation/Digital Switch. В режиме анализа можно их переключать из нуля в единицу и обратно простым щелчком правой клавишей мыши.

Симуляторы логической единицы подключены к контактам RBIBAR и LTBAR. Вводятся командой Component/Digital Primitives/Stimulus Generators/Fixed Digital.

Цифры вводятся командой Text (Options/Mode/Text)

2. Выполнить команду меню Analysis/Transient

3. На панели Transient Analysis Limits задать

• время анализа в окне Time Range (диапазон времени) равным 1 (1 секунда)

• Шаг анализа (Maximum Time Step) 0

• Шестнадцатеричное значение двоичного кода на входах A, B, C, D дешифратора вывести на первый график. Для этого в первой строке колонки номера графика P вписать 1, в столбце YExpession – hex(7,6,5,4).

• Двоичные состояния выходов дешифратора OA, OB, OC, OD, OE, OF, OG вывести на второй график, введя в следующие семь строк P=2, в столбце YExpession в этих же строках последовательно d(8), d(9), d(10), d(11), d(12), d(13), d(14).

• Следует учитывать, что нумерация узлов в Вашей схеме с большой степенью вероятности будет другая.

• В колонке XExpession установить переменную по Х – Т (время) для всех графиков.

• В колонках XRange и YRange задать Auto

4. Нажать кнопку Run и с помощью команды Windows/Tile Vertical расположить рядом два окна вертикально.

5. В окне со схемой нажать кнопку вывода узловых напряжений.

6. Кликами правой кнопкой мыши по переключателям U2 – U5 установить четыре логических ноля на входе дешифратора.

7. Запустить анализ, нажав на треугольник в окне Transient Analysis, и записать состояние выходов дешифратора. Изменяя состояние входов и запуская анализ, определить состояние индикатора и выходов дешифратора. Результаты занести в таблицу.

D	C	B	A	OA	OB	OC	OD	OE	OF	OG	hex	инд
0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	0	0
0	0	0	1
0	0	1	0
0	0	1	1
0	1	0	0
0	1	0	1
0	1	1	0
0	1	1	1
1	0	0	0
1	0	0	1
1	0	1	0
1	0	1	1
1	1	0	0
1	1	0	1
1	1	1	0
1	1	1	1

8. Установить вместо дешифратора 7448 микросхему с открытыми коллекторами 74LS49 (133ПП4).

9. Найти разницу и объяснить.

Лабораторная работа 5. Сдвигающие регистры

Задание. Исследовать сдвигающие регистры с параллельным входом и сдвигающие регистры с параллельным выходом.

Регистры - устройства, выполняющие функции приема, хранения и передачи информации. С использованием регистров могут выполняться операции преобразования информации из одного вида в другой (последовательного кода в параллельный, параллельного в последовательный и т. д.).

Основным классификационным признаком регистров является способ записи информации или кода числа в регистр. По способу приема и передачи информации регистры делятся на параллельные, последовательные (сдвигающие), параллельно-последовательные.

Параллельный регистр выполняет функцию записи параллельным кодом, т. е. во все триггеры регистра одновременно.

Последовательный (сдвигающий) регистр осуществляет запись последовательным кодом, начиная с младшего или старшего разряда, путем последовательного сдвига кода тактирующими импульсами. Параллельно-последовательные регистры имеют входы как для параллельной, так и для последовательной записи кода числа. Кроме того, регистры делятся на одно и двунаправленные. Однонаправленные регистры осуществляют сдвиг информации влево или вправо, а двунаправленные (универсальные) - и влево, и вправо, т. е. с реверсивным сдвигом.

Сдвигающие регистры. В состав ТТЛ и КМОП серий интегральных схем входит ряд сдвигающих регистров, отличающихся организацией ввода-вывода информации, разрядностью, видом выхода, направлением сдвига и т. д.

Регистры сдвига выполнены на основе D- и J-К-триггеров. Число триггеров соответствует числу разрядов регистра. Схемы регистров являются в основном двухступенчатыми. Первая ступень, аналогичная схемам выбора адреса мультиплексоров, обеспечивает выбор режима работы схемы (запись начального кода, сдвиг вправо или влево). Вторая ступень, выполненная на логических элементах И-ИЛИ-НЕ, служит для организации режима записи информации.

Микросхемы К1533ИР8, SN74ALS164 (ТТЛ), К1564ИР8, 74НС164 (КМОП) - восьмиразрядный последовательный регистр с параллельными выходом, осуществляющий сдвиг информации вправо и перевод последовательного кода в параллельный, имеет два информационных входа A, B, тактовый вход CLK и вход сброса CLRBAR.

Микросхемы К1533ИР9, SN74ALS165 (ТТЛ), К1564ИР9, 74НС165 (КМОП) - восьмиразрядный сдвиговый регистр с параллельным вводом информации, имеющий прямой и инверсный выходы.

По входу SH/LDBAR осуществляется запись-чтение регистра. Вход CLK - тактовый, вход CLK_INH - вход задержки тактового сигнала. Регистр имеет восемь параллельных информационных входов A-H и один последовательный вход SER.