Департамент образования Ивановской области

Областное государственное бюджетное образовательное учреждение среднего

профессионального образования «Ивановский энергетический колледж» (ОГБОУ СПО ИЭК)

­ ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­

Методические указания

по выполнению

лабораторных работ

по МДК 01.01

«ЦИФРОВАЯ СХЕМОТЕХНИКА»

Для специальности 230113

«Компьютерные системы и комплексы»

Сухова О.Г.

2013

Сухова О.Г.

Методические указания по выполнению лабораторных работ на универсальном стенде ОАВТ по междисциплинарному курсу МДК 01.01 «Цифровая схемотехника» для специальности 230113 «Компьютерные системы и комплексы», составлены на основании рабочей программы профессионального модуля ПМ 01 «Проектирование цифровых устройств».

Иваново – ОГБОУ СПО «ИЭК» – 2013.

Методические указания предназначены для помощи студентам при выполнении лабораторных работ по МДК 01.01 «Цифровая схемотехника». Методические указания содержат краткие теоретические сведения и порядок выполнения лабораторных работ.

Рассмотрено и одобрено цикловой комиссией «Компьютерные системы, и комплексы».

Протокол № ___ от _____20___г.

Председатель ЦК: __________________ Сухова О. Г.

Содержание

Общие требования по выполнению лабораторных работ	5
Общие требования по охране труда в лаборатории «Цифровая схемотехника»	7
Перечень лабораторных работ	9
Лабораторная работа №1. Знакомство с лабораторным оборудованием	10
Лабораторная работа №2. Исследование основных логических элементов	14
Лабораторная работа №3. Исследование основных комбинационных устройств: мультиплексора, дешифратора, демультиплексора	17
Лабораторная работа №4. Исследование преобразователя кодов на ПЗУ	25
Лабораторная работа №5. Исследование триггеров RS-типа	32
Лабораторная работа №6. Исследование триггеров D – и Т – типа	43
Лабораторная работа №7. Исследование регистров	52
Лабораторная работа №8. Исследование суммирующего и вычитающего счетчика	62
Лабораторная работа №9. Исследование счётчика импульсов с переменным коэффициентом счёта	69
Лабораторная работа №10. Исследование реверсивного счётчика	72
Лабораторная работа №11. Исследование четырёхразрядного сумматора параллельного действия	78
Лабораторная работа №12. Исследование арифметико-логического устройства	90
Лабораторная работа №13. Разработка и исследование схемы контроля чётности	99
Лабораторная работа №14. Исследование оперативного запоминающего устройства и мультиплексного способа организации общей шины	108
Лабораторная работа №15. Исследование модели четырёхразрядной микро-ЭВМ с ручным устройством управления	114
Список литературы	118
Приложение А. Технологические карты к лабораторному стенду ОАВТ.	119

Общие требования по выполнению лабораторных работ

Цель настоящего лабораторного практикума - углубление и закрепление теоретических знаний по проектированию и применению наиболее распространенных цифровых элементов, узлов и устройств, а также приобретение профессиональных компетенций:

• Разрабатывать схемы цифровых устройств на основе интегральных схем разной степени интеграции;

• Выполнять требования технического задания на проектирование цифровых устройств;

• Выполнять требования нормативно – технической документации.

К лабораторным работам допускаются студенты прошедшие инструктаж по охране труда с росписью в специальном журнале.

Все работы лабораторного практикума проводятся фронтальным методом бригадами, состоящими, как правило, из двух студентов, по заданиям различным для каждой бригады, указанными в методическим рекомендациям.

Приступая к лабораторному практикуму, необходимо внимательно ознакомиться с излагаемыми ниже правилами, регламентирующими порядок выполнения работ.

При подготовке к лабораторной работе необходимо повторить соответствующий теоретический материал, внимательно ознакомиться с описанием работы, выполнить домашнее задание.

Исследуемые цифровые узлы и устройства собираются на одном и том же закрепленном за бригадой универсальном лабораторном стенде из элементов и интегральных схем, установленных на лицевой панели стенда.

В начале каждого лабораторного занятия преподаватель проводит сплошной или выборочный опрос студентов, в результате которого производится допуск к выполнению лабораторной работы. Для получения допуска к выполнению работы студент должен иметь заготовку отчета по текущей лабораторной работе, владеть теоретическим материалом, иметь четкое представление о содержании и порядке выполнения экспериментальной части.

Каждый учащийся должен самостоятельно обработать результаты исследований и подготовить отсчёт о проделанной работе. Отчёт оформляется в отдельной тетради или печатается на компьютере.

Отчёт должен содержать следующие разделы:

1. Название и цель лабораторной работы.

2. Перечень приборов и оборудования.

3. Функциональные схемы исследования цифровых устройств.

4. Таблицы с результатами исследования.

5. Временные диаграммы работы устройств.

6. Технические характеристики исследуемых микросхем.

7. Вывод о проделанной работе.

Электрические схемы, таблицы, диаграммы и другие построения выполняют карандашом с использованием чертёжных инструментов в соответствии с ГОСТом.

Н

5

а контрольные вопросы лабораторной работы необходимо дать устные ответы.

Зачет по работе выставляется после защиты лабораторной работы.

Общие требования по охране труда в лаборатории «Цифровая схмотехника»

(Выписка из инструкции № 5-15)

1. Согласно ПУЭ, с точки зрения поражения электрическим током лаборатория «Цифровая схемотехника» может рассматриваться как помещение с повышенной опасностью поражения электрическим током, т.к. в ней имеется возможность одновременного прикосновения к токоведущим частям с одной стороны и заземлённой металлоконструкции с другой.

2. К самостоятельному выполнению лабораторных работ студенты допускаются только после инструктажа и проверки знаний настоящей инструкции, что сопровождается соответствующей росписью в журнале регистрации инструктажа по технике безопасности, находящегося в лаборатории.

3. Студент, нарушавший правила техники безопасности и правила данной инструкции, немедленно отстраняется от работы. С ним проводится внеплановый инструктаж по технике безопасности в присутствии зав. лаборатории с последующей повторной записью в журнале инструктажа. Повторное или злостное нарушение правил техники безопасности ведёт к удалению студента из лаборатории с постановкой в известность администрации колледжа.

4. Выполнение лабораторных работ проводится бригадами студентов в составе не более 3-х человек и не менее 2-х человек. Один из членов бригады назначается бригадиром и ведёт контроль за дисциплиной в процессе работы, сменными технологическими картами и платами, проводниками.

5. В лаборатории необходимо соблюдать общие правила внутреннего распорядка:

• нельзя находится в помещении лаборатории в верхней одежде и головных уборах;

• запрещено курить, выполнять работы в нетрезвом виде, в состоянии наркотического опьянения или болезненном состоянии;

• запрещено вносить в помещение лаборатории взрывоопасные, отравляющие и слезоточивые вещества;

• при выполнении лабораторной работы на рабочем месте не должно быть посторонних предметов. Рабочее место должно быть чистым.

6. При выполнении лабораторных работ студенты должны:

• входить в лабораторию и покидать рабочие места только с разрешения преподавателя;

• овладеть теоретическим материалом и знать цель поставленной лабораторной работы;

• убедится внешним осмотром в том, что лабораторные стенды и сменные платы исправны;

• к лемму лабораторного стенда соединить с заземляющим контуром, не подключая стенд к сети;

• устанавливать сменные исследуемые платы в разъём только отключённого от сети стенда;

• выполнять исследования цифровых устройств согласно методическим указаниям. Включение и отключение тумблеров выполнять одной рукой, не касаясь при этом второй рукой стенда или платы;

• п ри проведении исследования с использованием осциллографа, не касаться одновременно руками лабораторного стенда находящегося под напряжением, и корпуса осциллографа, соединенного с клеммой «земля» ;

• не должны покидать рабочее место и оставлять без наблюдения лабораторный стенд;

• при возникновении неисправностей в работе лабораторного стенда или несчастного случая стенд необходимо немедленно обесточить, оказать пострадавшему первую медицинскую помощь и немедленно доложить преподавателю;

• окончив работу, предоставить отсчёт преподавателю, привести в порядок рабочее место и только с разрешения преподавателя покинуть лабораторию.

Перечень лабораторных работ

Перечень лабораторных работ по МДК 01.01 «Цифровая схемотехника» для специальности 230113 «Компьютерные системы и комплексы» представлен в таблице 1.

Таблица 1 – Перечень лабораторных работ

Номер лабораторной работы	Наименование лабораторной работы
1	Знакомство с лабораторным оборудованием
2	Исследование основных логических элементов
3	Исследование основных комбинационных устройств: мультиплексора, дешифратора, демультиплексора
4	Исследование преобразователя кодов на ПЗУ
5	Исследование триггеров RS-типа
6	Исследование триггеров D – и Т – типа
7	Исследование регистров
8	Исследование суммирующего и вычитающего счетчика
9	Исследование счётчика импульсов с переменным коэффициентом счёта
10	Исследование реверсивного счётчика
11	Исследование четырёхразрядного сумматора параллельного действия
12	Исследование арифметико-логического устройства
13	Разработка и исследование схемы контроля чётности
14	Исследование оперативного запоминающего устройства и мультиплексного способа организации общей шины
15	Исследование модели четырёхразрядной микро-ЭВМ с ручным устройством управления