Макетная панель
Обычно в макетных панелях для изучения цифровых микросхем около 50–80 % их электронной "начинки" составляют вспомога-тельные схемы: переключатели для подачи входных сигналов с индикаторами, схемы, устраняющие дребезг контактов механических переключателей, генераторы импульсов, переключатели режимов работы, индикаторы выходных сигналов и т.п. Поэтому было разумным совместить все дублирующие схемы в одной макетной панели и вместо трех панелей изготовить одну, в которой изучается работа трех цифровых микросхем сумматора, мультиплексора и компаратора. При этом схемы подачи входных сигналов и индикаторы выходных сигналов являются общими для всех трех микросхем. Выбор исследуемой микросхемы, подача на нее напряжения питания и подключение к ее выходам индикаторной схемы осуществляется при помощи многопозиционного переклю-чателя, размещенного на лицевой части макетной панели.
На информационные входы каждой из трех микросхем необходимо подавать два четырехразрядных числа. Это осуществля-ется при помощи переключателей входных сигналов А1–А4 и В1–В4 на лицевой панели. Если светодиод вблизи переключателя "горит", то это означает, что на микросхему подается сигнал логической 1. Управляющие сигналы РО, А и S подаются от двух переключателей со светодиодными индикаторами.
В
се
10 входных пере-ключателей имеют
одинако-вые электрические схемы.
Электрическая принципиаль-ная схема
одного из входных переключателей
показана на рис. 20. В верхнем положе-нии
переключателя S1 на све-тодиод VD1 через
токоогра-ничивающий резистор R1 подается
напряжение, а на микросхему поступает
сигнал логической 1 напряжением 4 В.
Необходимость делителя напря-жения,
составленного из резисторов R2–R3, вызвана
тем, что максимально допустимое входное
напряжение, которое можно подавать на
микросхемы серии К555, составляет 4,5 В. В
нижнем положении переключателя S1 (рис.
20) на микросхему и светодиод подается
логический 0 ("общий провод").
Схема индикации выходных сигналов собрана на микросхеме К155ЛА8 (рис. 21), а схема индикации сигнала переноса собрана на транзисторе КТ315 (рис. 22). На лицевой панели около светодиодов выходных сигналов имеется таблица соответствия каждого светодиода определенному выводу исследуемой микросхемы.
Н
апряжение
питания на всю макетную панель подается
при помощи разъема и тумблера, расположенных
на боковой поверхности макетной панели.
Для предотвращения ложных срабатываний
микро-схем общая цепь питания шунтирована
конденсатором 500 мкФ, а каждая микросхема
по питанию шунтирована электролитическим
конденсатором 2 мкФ и керамическим
конденсатором 100 нФ.
Выполнение работы
1. Включите блок питания 5 В 5 %.
2. Соблюдая полярность напряжения, соедините макетную панель с блоком питания 5 В. Включите тумблер "Вкл. 5 В" на боковой поверхности макетной панели. При этом переключатели управляющих, входных сигналов и переключатель микросхем на лицевой поверхности макетной панели могут находиться в произвольных положениях.
3. Изучите работу микросхемы сумматора К155ИМ3.
Установите переключатель микросхем на исследуемую микросхему К155ИМ3.
Проверьте работу сумматора и свои знания по двоичной арифметике. Двоичные эквиваленты десятичных чисел приведены в табл. 8.
Таблица 8
0 1 2 3 |
0000 0001 0010 0011 |
4 5 6 7 |
0100 0101 0110 0111 |
8 9 10 11 |
1000 1001 1010 1011 |
12 13 14 15 |
1100 1101 1110 1111 |
А1 и В1 – это младшие разряды числа, а А4 и В4 – это старшие разряды.
Для примера установите на переключателях входных сигналов (А1–А4, В1–В4) два числа 5 (0101) и 7 (0111), результатом будет сумма 12 (1100), которую можно посмотреть на светодиодных индикаторах выходных сигналов. Обратите внимание на то, что если сумма двух чисел превышает 15 (1111), то появляется сигнал переноса Р (загорается светодиод около соответствующего выхода микросхемы).
4. Изучите работу микросхемы мультиплексора К555КП11.
Установите переключатель микросхем на исследуемую микросхему К555КП11.
Установите на лицевой панели переключатель S в верхнее положение. Выводы микросхемы при этом перейдут в третье состояние (с очень высоким сопротивлением). Это эквивалентно "обрыву электрической цепи", и входы индикаторной микросхемы К155ЛА8 окажутся "висящими в воздухе". Для ТТЛ микросхем это означает "подачу" на входы логической единицы. Поэтому все индикаторные светодиоды выходных сигналов будут светиться независимо от положения переключателей А1–А4 и В1–В4.
Установите на лицевой панели переключатель S в нижнее положение (логического 0). Подавая на адресный вход логический 0 или логическую 1, убедитесь в том, что на выходах Y1–Y4 микросхемы появляется двоичная комбинация, установленная либо на входах А1–А4, либо на входах В1–В4.
5. Изучите работу микросхемы компаратора К555СП1.
Установите переключатель микросхем на исследуемую микро-схему К555СП1. Подавая различные двоичные входные сигналы, убедитесь в работоспособности микросхемы.
Контрольные вопросы
1. Каково функциональное назначение микросхем сумматора, мультиплексора и компаратора?
2. Какие бывают разновидности данных микросхем?
3. Какие информационные и управляющие сигналы необходимо подавать на изученные микросхемы для их нормального функциони-рования?
4. Существуют ли различия в подаче уровней напряжения логической единицы в ТТЛ микросхемах серии 155 и 555?
5. Можно ли в схеме светодиодных индикаторов (рис. 21) микросхему 155ЛА8 заменить на микросхему 155ЛА3?
6. Почему светодиоды блока индикации начинают светиться при подаче на вход схем индикации логической 1, а не логического 0 (рис. 21)?
7. Какие базовый и коллекторный токи текут в транзисторе, изображенном на рис. 22?