МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Вятский государственный университет»

Факультет автоматики и вычислительной техники

Кафедра автоматики и телемеханики

В.Г. ЛАНСКИХ

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ

ЦИФРОВОЙ

СХЕМОТЕХНИКИ

Киров 2012

УДК хх.ххх.хх

ББК хх.хх

Л хх

Рекомендовано к изданию методическим советом

ФАВТ ФГБОУ ВПО «ВятГУ»

Рецензент:

В.В. Архангельский, к.ф.-м.н., доцент кафедры ЭВМ ФГБОУ ВПО «ВятГУ»

Л хх	Ланских, В. Г.
	Функциональные узлы цифровой схемотехники: учебно-методическое пособие для проведения практических занятий для студентов направления 230400 «Информационные системы и технологии» всех профилей подготовки, всех форм обучения/ В.Г. Ланских. – Киров: ПРИП ФГБОУ ВПО «ВятГУ», 2012. – 54 с.

В издании содержатся схемы типовых функциональных узлов, реализованных на основе интегральных микросхем малой и средней степени интеграции. Каждая схема рассматривается как задача, решаемая путем анализа функционирования схемы. Итогом решения является вывод о функциональном назначении схемы.

© ФГБОУ ВПО «ВятГУ», 2012

ISBN ххх-хххх-хх-х-х

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1. Логические элементы 5

Методические рекомендации по решению задач 11

2. Типовые комбинационные устройства 14

Методические рекомендации по решению задач 27

3. Типовые последовательностные устройства 29

Методические рекомендации по решению задач 36

4. Типовые задачи для зачета 38

Методические рекомендации по решению задач 54

Библиографический список 55

ВВЕДЕНИЕ

Данное учебно-методическое пособие предназначено для проведения практических занятий по дисциплине «Схемотехника», предметом изучения которой являются основы цифровой интегральной схемотехники.

Структура пособия, кроме введения, содержит четыре раздела.

Каждый из первых трех разделов содержит тридцать вариантов задач, каждая из которых представляет собой схему, построенную на основе микросхем того или иного типа. Решение задачи состоит в анализе схемы и выводе о ее функциональном назначении, который должен содержать как словесное определение функционального назначения схемы, так и графическое его представление в виде функционального условно-графического отображения (УГО) анализируемой схемы.

В четвертом разделе содержится тридцать вариантов задач, которые могут быть предложены для решения на зачете по указанной дисциплине. Каждая задача представляет собой законченное в функциональном отношении устройство, функцию которого необходимо определить в процессе решения путем анализа работы схемы. Предлагаемые для анализа схемы построены на основе рассмотренных в предыдущих разделах микросхем типовых комбинационных и последовательностных устройств с минимальным использованием дополнительных логических элементов. Решение задачи предполагает не только определение функционального назначения всей схемы, но и каждого ее внешнего входа и выхода.

Решение задач, приведенных в сборнике, целесообразно осуществлять последовательно от раздела к разделу с привлечением в необходимых случаях дополнительной учебной и справочной литературы, библиографический список которой приведен в конце пособия.

1. Логические элементы

В данном разделе предлагается тридцать вариантов задач, представляющих собой схемы, построенные с использованием ИС логических элементов серии К155. Решение задачи состоит в составлении таблицы истинности и аналитических выражений, описывающих схему, последующем их анализе и заключительном выводе о функциональном назначении схемы, который должен содержать как словесное определение функционального назначения схемы, так и графическое его отображение в виде функционального УГО анализируемой схемы.

Рис. 1.1	Рис. 1.2

Рис. 1.3	Рис. 1.4

Рис. 1.5	Рис. 1.6

Рис. 1.7	Рис. 1.8

Рис. 1.9

Рис. 1.10

Рис. 1.11

Рис. 1.12

Рис. 1.13	Рис. 1.14

Рис. 1.15	Рис. 1.16

Рис. 1.17

	Рис. 1.19
Рис. 1.18	Рис. 1.20

Рис. 1.21	Рис. 1.22	Рис. 1.23

Рис. 1.24	Рис. 1.25

Рис. 1.26

Рис. 1.27

Рис. 1.28	Рис. 1.29

Рис. 1.30

Методические рекомендации по решению задач

Для составления таблицы истинности и аналитических выражений, описывающих ту или иную схему данного раздела, достаточно знать функции, реализуемые каждым логическим элементом [1, с.26], на основе которых построена схема. Процесс формирования таблицы истинности состоит в подаче на входы схемы всех возможных комбинаций входных логических переменных и фиксации при каждой комбинации входных переменных соответствующей комбинации переменных на выходах схемы. Аналитическое описание может быть получено непосредственно из схемы путем использования для обозначения входных и выходных переменных символов, приведенных на схемах, а для обозначения операций – общепринятых символов [1, с.26].

Отличительной особенностью задач этого раздела является наличие функциональных обозначений на входах и выходах анализируемых схем, что существенно облегчает их анализ и формирование вывода о функциональном назначении схемы. Для решения этой части задачи целесообразно изучить соответствующие разделы учебного пособия [1].

При решении задач рис. 1.1 – рис. 1.5 следует ознакомиться с разделом [1, с.83 - 87]; задач рис. 1.6 – рис. 1.9 – с разделом [1, с.87 - 90]; задач рис. 1.10 – рис. 1.12 - с разделом [1, с.93 - 97]; задач рис. 1.13, рис. 1.15, рис. 1.18 – с разделом [1, с.98 - 101]; задач рис. 1.14, рис. 1.17, – с разделом [1, с.101]; задач рис. 1.16, рис. 1.19, рис. 1.20 – с разделом [1, с.101 - 102]. Все перечисленные выше схемы представляют собой элементарные комбинационные устройства.

Схемы рис. 1.21 – рис. 1.30 представляют собой элементарные последовательностные устройства. Для определения их функционального назначения следует изучить раздел [1, с.103 - 112] и анализировать их работу не с помощью таблицы истинности, а на основе построения временной диаграммы сигналов на входах и выходах схемы, задавшись произвольным исходным состоянием схемы.