- •Функциональные узлы вычислительной техники методические указания
- •Общие положения
- •1. Организация цикла лабораторных работ
- •1.1. Состав и задачи цикла работ
- •1.2. Подготовка к выполнению лабораторной работы
- •1.3. Проведение лабораторной работы
- •1.4. Требования к оформлению отчета по работе
- •2. Краткая инструкция по технике безопасности при выполнении лабораторных работ
- •3. Назначение, состав и органы управления лабораторного стенда
- •3.1. Описание лабораторного стенда
- •3.2. Описание управляющей программы
- •3.3. Порядок ввода схемы соединений исследуемого узла
- •3.4. Порядок исследования узла
- •3. Контрольные вопросы
- •3. Порядок выполнения лабораторной работы
- •3.1. Предварительное задание
- •3.2. Рабочее задание
- •4. Контрольные вопросы
- •2.2. Синтез двоичного шифратора на логических элементах
- •2.3. Иные реализации двоичных шифраторов
- •3. Порядок выполнения лабораторной работы
- •3.1. Предварительное задание
- •3.2. Рабочее задание
- •4. Контрольные вопросы
- •Система логических функций от 2 аргументов
- •Приложение 2 Номенклатура логических микросхем, входящих в серии ттл
- •Приложение 3 Зарубежные аналоги микросхем, используемых в цикле лабораторных работ
- •Библиографический список
- •Содержание
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
3. Порядок выполнения лабораторной работы
3.1. Предварительное задание
3.1.1. По конспекту лекций и литературным источникам, например /3-5/, изучите материал о составлении СДНФ и СКНФ логической функции и ее преобразовании.
3.1.2. По материалам п. 2, конспекту лекций и литературным источникам изучите алгоритм синтеза комбинационного цифрового автомата на основе временной диаграммы.
3.1.3. По конспекту лекций, справочникам (например, /5-9/) и приложениям 1, 2 изучите функциональные возможности логических микросхем И, ИЛИ, НЕ. Распечатайте оба приложения для работы в лаборатории. В приложении 1 доработайте те выражения для столбца «Функция», которые заканчиваются на знак равенства, преобразуя их по де Моргану.
3 .1.4. Подготовьте заготовку отчета, включив в нее название и цель работы, функциональное представление проектируемого автомата в сочетании с таким же представлением формирователя сигналов ФС (рис. 2.3). В качестве ФС будем использовать делитель частоты, соответствующий п. 12 предыдущей работы.
Включите в заготовку принципиальную схему этого делителя частоты (на одном корпусе ТМ2). Выбранные выходные сигналы переименуйте в Х1, Х2, Х3, начиная с G1.
3.2. Рабочее задание
3.2.1. Получите у преподавателя временную диаграмму, выполните действия, предусмотренные алгоритмом синтеза комбинационного цифрового автомата. Занесите в отчет вариант задания, соответствующую таблицу истинности для Y1…Y4, СДНФ или СКНФ этих функций.
3.2.2. Выполните такие преобразования СДНФ или СКНФ, чтобы реализовать каждую из функций с минимальным количеством и разнообразием микросхем (минимальный элементный базис). Например, удобно реализовывать на одной микросхеме ЛА3, используя один элемент для инвертирования Х1, второй – для логического умножения с инвертированием, третий – для повторного инвертирования результата . Для выражений вида YK = MAVMBVMC, где MA, MB, MC – три минтерма (конъюнктивных выражения), удобно использовать преобразование (MAVMB)V(MAVMC), где в качестве MA следует выбрать тот из минтермов, который позволит оптимально упростить обе скобки (вынести общие множители). В скобках должны остаться функции неравнозначности, эквивалентности, импликации, которые затем следует выразить так, чтобы их можно было реализовать в минимальном элементном базисе.
3.2.3. Составьте по результатам преобразования принципиальные схемы и приведите их в отчете. При этом в качестве инверторов следует применять элементы «исключающее ИЛИ» и «И-НЕ», но так, чтобы в схеме было минимальное количество корпусов микросхем, а в каждой из них использовалось максимальное количество элементов (клапанов). При необходимости использовать константу лог.1 изображайте на входе логического элемента проводник с именем L1. Разметьте каждую из схем как описано в разделе «Подготовка к выполнению лабораторной работы». Для расположения микросхем следует использовать разъемы +2 и +3. Номера выводов (распиновку) найдите в справочнике и нанесите на схему по правилам, приведенным в /1/.
3.2.4. Запустите на ПК программу VirtualPCB, загрузите схему ЛР1_2, переименуйте выходные сигналы как в заготовке отчета, удалите индикацию ненужных сигналов, сохраните схему как ЛР2_1.
3.2.5. Наберите в редакторе на основе ЛР2_1 разработанную вами схему для реализации той из функций Y, СДНФ которой включает 3 конъюнкции и которая указана на выданной диаграмме значком . Сигнал L1 снимайте с одной из линий поля констант. Проверьте распиновку, вызывая УГО использованных микросхем. На индикацию под линиями Х1, Х2, Х3 выведите сигнал Y. Константы L1, R# и S# установите в лог.1.
3.2.6. Проверьте результат ввода, как указано выше, в частности проверьте отображение всех выходных сигналов в поле индикации, если какого-то имени нет, удалите связь и создайте ее снова. Сохраните схему под тем же именем ЛР2_1.
3.2.7. Установите нужные микросхемы в колодки согласно правилу, приведенному выше, включите питание стенда и щелкните «Соединиться с устройством». Генератор G1 переведите в режим «2Гц» и запустите. Наблюдайте значения в поле индикации и на диаграмме до ее заполнения.
Остановите генератор, сдвиньте диаграмму влево так, чтобы в ее начале значения сигналов Х1, Х2, Х3 были нулевыми, проверьте совпадение диаграммы Y с заданной.
Если что-то не так, то проверьте правильность соединений согласно рекомендациям по поиску неисправностей или же правильность преобразований в ходе синтеза автомата. Сохраните исправленную схему.