2 Порядок работы со стендом:

1. Вставьте исследуемую плату в разъём, находящийся на панели стенда.

2. Подключите стенд с помощью шнура к сети переменного напряжения 220В.

3. Включите тумблер "СЕТЬ", расположенный на задней панели стенда.

4. Установите технологическую карту на верхнюю панель стенда. Первая (римская) цифра номера карты должна соответствовать номеру сменной платы.

5. После окончания работы со стендом отключить тумблер "СЕТЬ", отключить стенд от сети, вынуть из разъема плату.

Приборы и оборудование

1. Лабораторный стенд ОАВТ.

2. Набор технологических карт.

3. Сменные платы.

Порядок выполнения работы

1. Изучите электрическую принципиальную схему лабораторного стенда.

2. Занесите в отчет письменные ответы на вопросы:

2.1. Микросхемы какой логики могут исследоваться на лабораторном стенде ОАВТ?

2.2. Какое значение напряжения соответствует:

• Напряжению питания микросхем;

• Уровню логической единицы;

• Уровню логического нуля.

2.3. Какие элементы схемы позволяют формировать:

• Логические сигналы высокого и низкого уровня;

• Сигналы управления (синхронизация, стробирование, сброс, запись и т.д.)

2.4. Как на лабораторном стенде организована индикация входной и выходной информации?

Содержание отчета

1. Название и цель работы.

2. Ответы на вопросы.

3. Вывод о выполненной работе

Лабораторная работа 2 Тема: «Исследование основных логических элементов»

Цель работы: изучить принцип действия логических схем и экспериментально подтвердить их таблицы истинности, научиться составлять схемы из базовых элементов, реализующие определенную в эксперименте таблицу истинности.

Краткая теория

Логические микросхемы выполняют операции конъюнкции (И), дизъюнкции (ИЛИ), инверсии (НЕ) более сложные логические операции: И-НЕ, ИЛИ-НЕ, И-ИЛИ-НЕ, исключающее ИЛИ, РАВНОЗНАЧНОСТЬ. Логическая микросхема как функциональный узел может состоять из нескольких логических элементов, каждый из которых выполняет одну - две, или более из перечисленных логических операций и является функционально автономным, т. е. может использоваться независимо от других логических элементов микросхемы. Конструктивно логические элементы объединены единой подложкой и корпусом и, как правило, имеют общие выводы для подключения источника питания.

На рисунке 2.1 приведены условные обозначения логических элементов.

Рисунок 2.1 – Условные графические обозначения логических элементов

На рисунке 2.1 приведены логические элементы с двумя входами. Число входов может быть и большим. При создании какого-либо устройства могут понадобиться логические элементы с разным числом входов. Поэтому в состав серий нередко включают микросхемы, которые содержат логические элементы на 2,3,4,6,8 входов. Поскольку микросхемы выпускают в корпусах с ограниченным числом выводов, например корпус К 201.14 -1 имеет 14 выводов, то и логических элементов, размещаемых в таком корпусе, будет тем меньше, чем больше входов у каждою из них. Например, серия К155, некоторая часть микросхем которой выпускается в указанном выше корпусе, включает следующий ряд логических микросхем: К155ЛА1 - два четырехвходовых, К155ЛА2 - один восьмивходовый, К155ЛАЗ - четыре двухвходовых, К155ЛА4 - три трехвходовых логических элемента. Более подробно см. табл. 2.1.

Разработка каждой серии цифровых микросхем начинается с базового логического элемента. Так называют элемент, который лежит в основе всех микросхем серии: и логических, и триггеров, и счетчиков и т. д. Как правило, базовые логические элементы выполняют операции И - НЕ либо ИЛИ - НЕ. Принцип построения, способ управления его работой, выполняемая им логическая операция, напряжение питания и другие параметры базового элемента являются определяющими для всех микросхем серии.

По принципу построения базовых логических элементов цифровые микросхемы подразделяют на следующие типы: транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) и транзисторно-транзисторной логики с диодами Шотки (ТТЛШ); транзисторной логики с эмиттерными связями (ЭСЛ); комплементарные структуры (КМОП) и т.д.

Оборудование

1. Лабораторный стенд ОАВТ.

2. Технологические карты 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6.

3. Сменная плата № 1.

Порядок выполнения работы

1. Вычертить в отчете схему, приведенную на карте 1 - 1, и подготовить таблицу истинности для записи состояний логической схемы.

2. Установить на стенде плату №1 и технологическую карту 1-1. Проанализировать работу светодиодного индикатора стенда для определения уровней логических сигналов, проверяя правильность его работы с помощью осциллографа. Составить таблицу истинности исследуемого устройства, и временные диаграммы его работы.

3. Определить логическую функцию исследуемого устройства и записать её логическое выражение через операции И, ИЛИ и НЕ. Определить тип каждого логического элемента, входящего в устройство и обозначить его на схеме.

4. Повторить п. 1 - 4 для карт 1-2, 3, 4, 5, 6.

5. Для одной из исследуемых микросхем по справочнику определить и занести в отчет цоколевку и основные электрические параметры.

6. Сделать вывод о выполненной работе.

7. Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1. Что называется логическим элементом?

2. Какое обозначение на схемах имеет логический элемент?

3. Какое число входов и выходов имеет логический элемент?

4. Какие способы могут быть использованы для описания функций алгебры логики?

5. Назовите основные операции булевой алгебры. Как они описываются помощью таблиц истинности, с помощью алгебраических выражений?

6. Назовите основные законы и теоремы алгебры логики.

7. Представить схемотехническую реализацию логических функций И, НЕ, ИЛИ, исключающее ИЛИ, ИЛИ-НЕ на логических элементах И-НЕ.

8. Объясните принцип действия базового логического элемента ТТЛ, и укажите основные параметры данного устройства.

Содержание отчета

1. Название и цель работы;

2. Функциональные схемы исследуемых логических элементов;

3. Таблицы истинности , логические выражения, временные диаграммы;

4. Цоколевка и основные параметры микросхемы;

5. Вывод.