Лабораторная работа № 2 изучение микросхем сумматора, мультиплексора и компаратора

Оборудование: макетная панель, блок питания 5 В.

Цель работы – изучение микросхем К155ИМ3, К555КП11, К555СП1.

Сумматоры, мультиплексоры и компараторы относятся к схемам комбинационного типа. Комбинационными называются цифровые узлы, которые не содержат элементов памяти (триггеров). Выходные сигналы такого узла однозначно определяются комбинацией входных сигналов и не зависят от предыдущего состояния.

С умматор – устройство, обеспечивающее суммирование двух чисел. В ТТЛ микросхемах выпускаются сумматоры К155ИМ1 (одноразрядные), К155ИМ2 (двухразрядные), К155ИМ3 (четырех-разрядные).

О бозначение выводов микросхемы К155ИМ3 приведено на рис. 16. Двоичные слагаемые четырехразрядных чисел по-даются на входы А1, А2, А3 и А4 (первое число) и В1, В2, В3 и В4 (второе число). В каждом разряде образуется сумма S1, S2, S3 и S4 и сигнал переноса в следующий разряд Р. В микросхеме сумматора имеется возможность учитывать сигнал переноса из предыдущего младшего разряда (вход Р_О). Если А1 и В1 являются младшими разрядами слагаемых чисел, то на вход Р_О должен подаваться нулевой сигнал (вход Р_О соединяется с общим проводом). Если необходимо сложить два восьмиразрядных числа, то воспользуйтесь схемой на рис. 17 построения восьмиразрядного сумматора из двух четырехразрядных.

Мультиплексор – это управляемый кодом переключатель нескольких входов на один выход. В мультиплексоре имеется два вида функциональных входов: информационные и адресные (управляющие). На информационные входы поступают коммути-руемые сигналы, на адресные – двоичные коды, каждый из которых соответствует только одному из входов, выбираемому для подключения к выходу мультиплексора. Например, микросхема К155КП7 позволяет коммутировать 8 входов на один выход, а микросхема К155КП1 – 16 входов на один выход. Соответственно они имеют 3 и 4 управляющих адресных входа.

В особую группу входят мультиплексоры, каналы которых состоят из нескольких (например, четырех) разрядов. Особенность многоразрядных мультиплексоров в том, что на выход коммутируется не единичный сигнал, а группа сигналов, т.е. кодовая комбинация. Такой микросхемой, изучаемой в данной лабораторной работе, является четырехразрядный мультиплексор 2–1 с тремя состояниями К555КП11 (рис. 18). Микросхема К555КП11 содержит 4 одинаковых двухвходовых мультиплексора, управляемых сигналами А и S. Если на разрешающий вход S подать напряжение высокого уровня, то выходы Y1–Y4 принимают третье (высокоимпедансное) состояние. Если S = 0, то выбор канала осуществляется по адресному входу А. При А = 0 к выходам Y1–Y4 подключаются входы А1–А4, при А = 1 к выходам Y1–Y4 подключаются входы В1–В4.

Ц ифровой компаратор, сравнивая между собой два n-разрядных входных числа А и В, выбирает одно из трех решений: A>B, A=B, A<B и поэтому имеет три соответствующих выхода (на одном из них появляется сигнал логической единицы). Для наращивания разрядности входных чисел предусмотрены также и входы A>B, A=B, A<B, на которые подключаются выходы предыдущей микросхемы, сравнивающей младшие разряды. В данной работе изучается четырехразрядный компаратор К555СП1 (рис. 19). Поскольку исследуется только одна микросхема компа-ратора, то на неиспользованные входы A>B, A=B, A<B надо корректно подать нужные сигналы. Очевидно, что одновременно на все три входа нельзя подавать логические 0 или 1, или нельзя их оставить "висеть в воздухе" (что эквивалентно подаче логической 1). Чтобы микросхема работала нормально, только на один вход А=В следует подать логическую 1, а входы A<B и A>B необходимо соединить с общим проводом.