Лабораторная работа № 4 исследование основных комбинационных узлов
Цель работы
Изучить работу и исследовать комбинационные узлы, выполненные в виде самостоятельных ИМС -дешифратора, демультиплексора, мультиплексора, преобразователя двоичного кода в код семисегментного индикатора.
Пояснения к лабораторному стенду
Работа выполняется на плате П4 с технологическими картами 4-1,4-2 и 4-3.
Принципиальная схема платы приведена на рис. 4.1. На технологических картах изображены рабочие схемы исследуемых комбинационных узлов.
Карта 4-1 позволяет исследовать дешифратор-демультиплексор на ИМС К155ИД4 (D1), которая включена по схеме трехразрядного дешифратора на восемь выходов. Дешифратор инвертирует выходные сигналы. Поэтому при ненажатой кнопке SB2 (запрет) все светодиоды ( HL2...HL9), подключенные к выходам дешифратора, светятся. При нажатой кнопке SB2 светодиод, номер которого соответствует установленному тумблерами SA1... SA3 адресу, погаснет. Работа ИМС D1 в режиме демультиплексора исследуется при подаче входной информации на вход V от кнопки SB2.
Карта 4-2 позволяет исследовать преобразователь двоичного кода в код семисегментного индикатора. Этот узел находится в основном блоке ввода-вывода информации, а на карте 4-2 имеются только проводники, соединяющие тумблеры SA1...SA5 с ИМС D5 типа К155РЕЗ. ИМС преобразователя кода представляет собой постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в котором " зашита" информация. Каждому 0 в выходном слове ПЗУ будет соответствовать светящийся сегмент индикатора HG1. При сигнале с SA5, равном логическому 0, на индикаторе HG1 индицируются десятичные цифры. При этом для индикации чисел, больших 9, на индикаторе загорается "десятичная точка " (светодиод h). При сигнале с SA5 равном логической 1, индикатор высвечивает шестнадцатеричные цифры от 0 до F.
Карта 4-3 - исследование мультиплексора. Адрес, управляющий мультиплексором, заносится в регистр D3 с тумблеров SA1...SA3 по нажатию кнопки SB3. После этого на один из входов MX (D2) подается информационный сигнал с того выхода дешифратора, адрес которого вновь набирается на тумблерах SA1.. .SA3. При совпадении адресов DC и MX загорается светодиод HL1.
Рис.4.1. Схема платы П4 и ее подключения к основному блоку
Домашняя подготовка
Изучить принцип действия и указать функциональное назначениедешифратора и демультиплексора на ИМС К155ИД, мультиплексора(К155КП5) и преобразователя кодов (К155РЕЗ).
Привести цоколёвку и условно-графическое изображение этих микросхем. Пояснить назначение всех входов и выходов.
Зарисовать рабочие схемы для исследования дешифратора и демультиплексора, мультиплексора на микросхеме К155КП5, преобразователя кодов.
Освоить запись данных в двоичной и шестнадцатеричной системахсчисления.
Экспериментальная часть
1. Исследовать работу трехвходового дешифратора с инверсными выходами (карта 4-1). Заполнить табл. 1. зависимости выходных состояний DC от комбинаций сигналов «а входах.
Таблица 1
-
Номера наборов
Входы
Выходы
SA1
SA2
SA3
0 (HL2)
1 (HL3)
2 (HL3)
3 (HL4)
4 (HL5)
5 (HL6)
6 (HL7)
7 (HL8)
0
1
2
3
4
5
6
7
2. Нажимая и отпуская кнопку SB2, подать сигнал на информационный вход демультиплексора. Состояния выходов индицировать светодиодами HL2...HL9. Заполнить табл. 2 состояний.
Таблица 2
Вход V |
Адреса выходов |
Выходы |
|||||||||
|
SA1 |
SA2 |
SA3 |
0 HL2 |
1 HL3 |
2 HL4 |
3 HL5 |
4 HL6 |
5 HL7 |
6 HL8 |
7 HL9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На основании табл. 1 и 2 привести словесное описание работы дешифратора и демультиплексора.
3. Изменить рабочую схему (карта 4-2). Провести исследование преобразователя двоичного кода в код семисегментного цифрового индикатора для представления информации в шестнадцатеричных символах.
Используя полученные данные, определить коды "прошивок" ПЗУ на ИМС К155РЕЗ и занести их в табл.3.
4.Проанализировать и исследовать работу мультиплексора. Разработать форму отчетной таблицы.
Вопросы к защите
Показать сходства и отличия в логике работы дешифратора, демультиплексора, мультиплексора.
Объяснить принцип работы преобразователя кодов.
Показать возможность применения семисегментного индикатора дляпредставления расширенного алфавита символов.
Привести примеры применения приведенных устройств на практике.
Таблица 3
№ |
Адрес |
Выходной код ПЗУ |
Ин. HG 1 |
||||||||||||
SA5 |
SA4 |
SA3 |
SA2 |
SA1 |
h |
G |
F |
е |
d |
с |
Ь |
а |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Библиография
Нефедов А.В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги:Справочник. - М.: КУбК - а, 1997. - 576 с.
Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. - М-.:Энергоатомиздат, 1988. -320с.
3. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. - М.:Радио и связь, 1989. - 352 с.
4. Техническая электроника: Учеб. пособие/Ю.З.Ковалев, Е.М.Кузнецови др. Омск: Изд. ОмПИ, 1986. - 81 с.