схемотехника
.docxМинистерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Севастопольский государственный университет»
Лабораторная работа № 4-6.
Вариант № 1
Выполнила: ст. гр: ИС/б-19-1-з
Радченко В.А.
Проверил
Чернега В.С.
Севастополь
2020 г.
Лабораторная работа №4
Исследование логических элементов и функциональных узлов на их основе
Цель работы:
Экспериментальные исследования функционирования и параметров логических элементов на базе КМОП-транзисторов и элементов задержки и генераторов прямоугольных импульсов. Приобретение практических навыков измерения электрических параметров и регистрации временных диаграмм с помощью электро- и радиоизмерительных приборов.
Программа выполнения лабораторной работы
4. Создать на рабочем поле симулятора схемы логических элементов
ИЛИ и И на диодах. В качестве источника сигналов использовать
гальванические элементы. Выходное напряжение контролировать с помощью вольтметра.
4.3. Задавая с помощью переключателей (SW-SPDT) на вход схем уровни
0 или 1 составить таблицу истинности исследуемых логических элементов.
Логическая схема ИЛИ
SW1/SW2 |
0 |
1 |
0 |
0(0 В) |
1 (0.71 В) |
1 |
1(0.71 В) |
1 (0.75 В) |
Схема И
Таблица истинности элемента И на диодах
SW1/SW2 |
0 |
1 |
0 |
0(0.85 В) |
0(0.91 В) |
1 |
0(0.91 В) |
1(2.32 В) |
Выводы: экспериментально исследованы функционирование и параметры логических элементов и элементов задержки и генераторов прямоугольных импульсов.
Лабораторная работа №5
Исследование комбинационных цифровых устройств
Цель работы:
экспериментальные исследования функционирования шифраторов, дешифраторов и преобразователей кодов. Приобретение практических навыков измерения электрических параметров комбинационных устройств и регистрации временных диаграмм с помощью электро- и радио-измерительных приборов.
Программа выполнения лабораторной работы
4.2. Создать на рабочем поле симулятора схему исследования
4-разрядного дешифратора. В качестве исследуемого дешифратора использовать
интегральную микросхему CMOS 4028. Для индикации выходных сигналов использовать светодиоды LED-YELLOW, а для задания входного кода ― двухпозиционные ключи SW-SPDT, подключаемые к источнику питания или к сигнальной земле. Предусмотреть включение ограничительных резисторов, чтобы
ток сегмента не превышал 20 мА.
4.3. Задавая на входе дешифратора все возможные комбинации, исследовать состояние его выходов.
4.4. Измерить с помощью вольтметра напряжение на выходах дешифратора при подключенном и отключенном светодиоде.
4-разрядный дешифратор
A |
B |
C |
D |
Q0 |
Q1 |
Q2 |
Q3 |
Q4 |
Q5 |
Q6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Вывод: экспериментально исследовано функционирование дешифраторов. Приобретены практические навыки измерения электрических параметров комбинационных устройств.
Лабораторная работа №6
Исследование последовательностных цифровых устройств
Цель работы: экспериментальные исследования функционирования различных типов триггеров, параллельных регистров и двоичных счетчиков. Приобретение практических навыков исследования последовательностных устройств и регистрации временных диаграмм с помощью электро- и радио- измерительных приборов.
Программа выполнения лабораторной работы:
Создать на рабочем поле симулятора схему для исследования 4- разрядного двоичного счетчика. Для построения счетчика применить D- триггеры типа TTL 7474. В качестве источника использовать генератор прямоугольных импульсов частотой 100 кГц и амплитудой 3 В. Для индикации выходных сигналов использовать виртуальный осциллограф.
Зарисовать форму сигналов на выходе генератора импульсов и каждого триггера и измерить амплитуду и частоту импульсов на выходе каждого триггера. Записать двоичный код на выходе счетчика на каждом такте генератора.
Основные теоретические положения
Триггеры – устройства, имеющие два устойчивых состояния, служащие для запоминания двоичной информации. Состояния триггера определяются по логическим уровням на его выходах.
Состояние триггера определяют по логическому уровню на выходе Q. Говорят, что триггер находится в состоянии логической единицы, если на выходе Q имеется высокий уровень напряжения, соответствующий логической единице. Обычно это 2,4 - 6 В.
В синхронных триггерах для передачи сигнала с информационных входов на выходы требуется специальный синхронизирующий (стробирующий) импульс. Синхронные триггеры подразделяются на триггеры со статическим управлением и триггеры с динамическим управлением. В триггерах с динамическим управлением передача сигнала с информационных входов на выходы осуществляется по фронту или по спаду синхронизирующего импульса.
Информационный вход - D (Data) — вход для установки в состояние «1» или состояние «0».
Счетчиком называют цифровое устройство, состояние которого соответствует количеству поступившим на его вход импульсов. Одним из основных параметров счетчиков является коэффициент пересчета, который равен минимальному числу импульсов, поступивших на вход счетчика, после которых состояния на выходе счетчика начинают повторяться.
При построении схемы исследования 4-разрядного двоичного счетчика использован генератор прямоугольных импульсов частотой 100 кГц и амплитудой 3 В, 4 универсальных синхронных D-триггеров типа TTL 7474 и осциллограф.
4-разрядный двоичный счетчик
Состоит из 4 универсальных синхронных D-триггеров типа TTL 7474.
Показатели осциллографа
№ Состояния |
Двоичный код |
0 |
0000 |
1 |
0001 |
2 |
0010 |
3 |
0011 |
4 |
0100 |
5 |
0101 |
6 |
0110 |
7 |
0111 |
8 |
1000 |
9 |
1001 |
10 |
1010 |
11 |
1011 |
12 |
1100 |
13 |
1101 |
14 |
1110 |
15 |
1111 |
Вывод:
Приобретены практические навыки исследования последовательностных устройств и регистрации временных диаграмм с помощью электро- и радио-измерительных приборов.