Техника эксперимента

Лабораторная работа выполняется на стенде, на съёмной панели которого изображены три двухвходовых элемента «И-НЕ» ДД2, ДД3, ДД4, а также трёхвходовый элемент «И-НЕ» ДД5. Внизу этой панели размещены гнёзда источников информационных сигналов «1» и «0». На панели управления имеется световой индикатор У с гнездом для подаче напряжения с выходов изучаемых схем. Подача информационных сигналов «1» и «0» на входы логических элементов, подача информации на световой индикатор, а также сборка изучаемых схем производится с помощью соединительных проводов.

Порядок выполнения работы

1. Составление и проверка таблицы истинности элемента «И-НЕ»

1.1. Составить таблицу истинности трёхвходового элемента «и-не»

1.2. Провести проверку составленной таблицы истинности элемента «И-НЕ», для чего с помощью соединительных проводов подавать информационные сигналы от источников «1» и «0». Свечение диода соответствует уровню «1» на выходе элемента. Проверку провести для всех сочетаний информационных сигналов на входе элемента. Результаты проверки отразить в специальной графе составленной таблицы истинности.

II. Проверка выполнения простейших логических операций с помощью схем на элементах «2 И-НЕ»

2.1 Проверка выполнения схемой рис. 7.а операции «НЕ».

2.1.1. С помощью соединительного провода подключить выход элемента «2 И-НЕ» к гнезду светового диода У.

2.1.2. Выполнить с использованием этого элемента операцию «НЕ», для чего на оба его входа с помощью соединительных проводов подать информационные сигналы от источника «1» , а затем от источника «0».

2.1.3. Определить состояния элемента по свечению индикатора.

2.1.4. По результатам изменений составить таблицу состояний.

2.2. Проверка выполнения схемой рис. 7.б операции «И».

2.2.1. Соединить с помощью соединительных проводов выход элемента ДД2 с двумя входами элемента ДД3 , а выход элемента ДД3 с гнездом индикатора У.

2.2.2. Провести проверку состояний составленной схемы при подаче её на вход (входы элемента ДД2) информационных сигналов от источников «1» и «0». Проверку провести для четырёх сочетаний этих сигналов. Состояние составленной схемы фиксировать по свечению индикатора.

2.2.3. По результатам измерений составить таблицу состояний исследуемой схемы и объяснить полученный результат.

2.3. Проверка выполнения схемой рис. 7.в операции «ИЛИ».

2.3.1. Соединить с помощью соединительных проводов выходы элементов ДД2 и ДД3 с входами элемента ДД4, а выход элемента ДД4 с гнездом светового индикатора У.

2.3.2. Провести проверку состояний составленной схемы при подаче на входы элементов ДД2 и ДД3 информационных сигналов от источников «1» и «0». Подачу этих сигналов осуществлять таким образом, чтобы на оба входа каждого элемента подавалась одинаковая информация (либо «1», либо «0»). Проверку провести для четырёх сочетаний подачи информации на объединённые входы составленной схемы. Её состояния фиксировать по свечению индикатора.

2.3.3. По результатам измерений составить таблицу состояний исследуемой схемы и объяснить полученный результат.

III. Исследование асинхронного RS – триггера на элементах «2 И-НЕ» и проверка таблицы состояний этого триггера.

3.1. Для формирования триггера соединить с помощью соединительных проводов выход элемента ДД2 с одним из входов элемента ДД3, а выход элемента ДД3 с одним из входов элемента ДД2. На свободные входы элементов ДД2 и ДД3 (входы триггера) с помощью соединительных проводов подавать информационные сигналы от источников «1» и «0».

3.2. Осуществить проверку таблицы состояний триггера путём соединения гнезда светового индикатора У последовательно с каждым выходом триггера (выходами элементов ДД2 и ДД3). Проверку осуществлять следующим порядком:

3.2.1. Подать на вход элемента ДД2 – «1», на вход элемента ДД3 – «0». Проверить состояние этих элементов. Результаты занести в табл. 1.

3.2.2. Подать на вход элемента ДД2 – «0», на вход элемента ДД3 – «1». Проверить состояния этих элементов. Результаты занести в табл. 1.

3.2.3. Сначала при подаче на вход элемента ДД2 – «1», на вход элемента ДД3 – «0». Проверить состояния этих элементов. Затем штекер соединительного провода из гнезда источника «0» переставить в гнездо источника «1» и снова провести проверку состояний элементов. Результаты занести в табл. 1.

Таблица 1.

Результаты проверки состояния асинхронного триггера

Информация на входе ДД2	Информация на входе ДД3	Информация на входе ДД2	Информация на входе ДД3
1	0
0	1
1	0→1
0→1	1
0	0

3.2.4. Повторить измерения по п. 3.2.3, но при первоначальной подаче на вход элемента ДД2 – «0», а на вход элемента ДД3 – «1». Результаты занести в табл.1.

3.2.5. Подать на вход элементов ДД2 и ДД3 – «0» и проверить состояния этих элементов. Результаты занести в табл. 1 . Убедиться, что зафиксированные состояния не соответствуют состояниям, в которых может пребывать триггер.

ТРЕБОВАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1. Включать стенд можно только с разрешения преподавателя. Первичное включение производится в присутствии преподавателя.

2. Запрещается нажимать кнопки и вращать ручки на стенде, использование которых не предусмотрено в конкретной работе.

3. Нельзя оставлять без присмотра работающий лабораторный стенд. После окончания работы стенд необходимо выключить.

СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЁТА ПО РАБОТЕ

Отчёт должен содержать:

1. Наименование лабораторной работы.

2. Формулировку цели работы.

3. Схемы устройств, изучаемых в работе.

4. Результаты измерений.

5. Выводы по выполненной работе.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Дайте определение логического элемента.

2. Каковы простейшие логические операции и таблицы их истинности?

3. Каковы схемы на диодах и транзисторе, позволяющие реализовать простейшие логические операции? Дайте обоснование этим схемам.

4. Каковы таблицы истинности логических операций «ИЛИ-НЕ» и «И-НЕ»? Как осуществляется реализация таких операций?

5. Приведите временные диаграммы, иллюстрирующие работу логических элементов «ИЛИ», «И», «НЕ», «ИЛИ-НЕ», «И-НЕ».

6. Приведите основные соотношения алгебры логики. Запишите формулы де Моргана и проведите их проверку на конкретных примерах.

7. Как реализуются простейшие логические операции с помощью элементов «И-НЕ» и «ИЛИ-НЕ»? Объясните полученные с помощью представленных схем соответствующих таблиц истинности логических операций.

8. Какое устройство называется триггером? Каково его применение в технике?

9. Представьте схемы асинхронного RS – триггера на элементах «И-НЕ» и «ИЛИ-НЕ». Дайте обоснование их таблиц состояний.

10. Приведите временные диаграммы, иллюстрирующие работу асинхронных RS – триггеров на элементах «И-НЕ», «ИЛИ-НЕ».

11. Составьте таблицы состояний асинхронных RS – триггеров, схемы которых приведены на рис.9.

Рис. 9

ЛИТЕРАТУРА

1. Забродин Ю.С. Промышленная электроника: учебник для вузов / М.: Высшая школа, 1982.

2. Горбачёв Г.Н. Промышленная электроника: учебник для вузов / Г.Н.Горбачев, Е.Е.Чаплыгин. М.: Энергоатомиздат, 1988.

3. Фурсаев М.А. Основы импульсной и цифровой электроники: учебное пособие / Саратов: СГТУ, 2004.

14