Лабораторная работа № 1

Исследование логических элементов и простейших комбинационных устройств

ФИО студента _________________________ Гр.№ ___________ Институт ___________

Цель работы: ознакомиться с работой логических элементов и устройств, реализующих простейшие логические функции.

Оборудование: макет с платой П 1 и технологическими картами I.1 - I.9.

Элемент «И» (двухвходовой)

Элемент «ИЛИ»

Х1	Х2	У

Х₁

Х₂

У

&

У = Х₁ · Х₂

У = Х₁ Х₂

Конъюнкция: функция равна «1» в том и только в том случае, когда на всех входах «1».

Х1	Х2	У

У = Х₁ + Х₂

У = Х₁ Х₂

Дизъюнкция: функция равна «1», если хотя бы одна переменная равна «1».

Элемент «И-НЕ»

Элемент «Исключающее ИЛИ»

Элемент «ИЛИ-НЕ»

Элемент «Равнозначность»

Х1	Х2	У

Функция равна «1», если хотя бы одна переменная равна «0».

Х1	Х2	У

Функция равна «1» в том и только в том случае, когда все переменные равны «0».

Х1	Х2	У

Функция равна «1», если переменные не равны друг другу.

Х1	Х2	У

Функция равна «1», если переменные равны друг другу.

1

Х₁

Х₂

У

Х₁

Х₂

&

У

Х₁

Х₂

1

У

Х₁

Х₂

=1

У

Х₁

Х₂

=1

У

На основе базового ТТЛ-элемента И-НЕ могут быть реализованы разнообразные логические функции. Работа комбинационных устройств (в которых значение функции однозначно определяется значениями логических уровней на входах в данный момент) характеризуется таблицей истинности. Рассмотрим некоторые из логических устройств, и приведём таблицы истинности для них.

Трехразрядное устройство

проверки на «четность»

Устройство сравнения двух

двухразрядных чисел

Х₁

Х₁

У₁

Х₂

У

=1

=1

=1

Z₁

Х₃

у

1

Х₂

Х1	Х2	Х3	У

Функция равна «1», если Х₁ = Z₁; Х₂ = Z₂, в остальных случаях она равна «0».

Функция равна «1», если нечётное число переменных равно «1», и равна «0», если чётное число переменных равно «1».

=1

Z₂

У₂

Х1	Z1	Х2	Z2	У1	У2	У

Двоичный однозначный сумматор

Х1	Х2	P	S

1

1

&

s

p

Х₁

Х₂

Правила работы с макетом

Макет содержит блок питания, переключающие тумблеры, кнопки и устройства индикации уровня логической переменной – светодиоды. Установка рычажка тумблера вверх (от себя) соответствует подаче логической «1», вниз (к себе) – логическому «0». Нажатие кнопки приводит к замыканию контакта (и обычно к установлению «0» на линии), отпускание кнопки приводит к размыканию контакта. На отпущенном (разомкнутом) входе микросхем 155-серии обычно формируется логическая «1» (напряжение относительно общего провода порядка 3,5 - 5 В). Несветящийся светодиод свидетельствует о наличии логического «0» (низкого напряжения относительно общего провода менее 0,5 В).

ЗАДАНИЕ ПРИ ПОДГОТОВКЕ К РАБОТЕ (К ДОПУСКУ):

Зарисовать в тетради схемы всех перечисленных в работе логических комбинационных схем и устройств и их таблицы истинности.

ХОД РАБОТЫ:

1. Последовательно используя технологические карты (I.1-I.9) исследовать работу изучаемых логических устройств.

2. Составить таблицы истинности и определить тип устройства. Комбинации входных сигналов набирать с помощью тумблеров SА1-SА4, выходные уровни контролировать с помощью светодиодов HL.

ЗАДАНИЯ ПРИ СДАЧЕ РАБОТЫ

1. Нарисовать схему.

2. Привести таблицу истинности предлагаемого преподавателем логического элемента.

3. Объяснить его логическую функцию.

P = Х₁ · Х₂

Сумма S равна «1», если Х₁ Х₂ , и равна «0» в остальных случаях.

Сигнал переноса P равен «1», если

Х₁=Х₂=1, и равен «0» в остальных случаях.