Metodicheskie_ukazania_k_laboratornoy_rabote_1
.pdf
Методические указания к лабораторной работе №1 по дисциплине «Цифровые устройства и микропроцессоры»
Моделирование цифровых схем в Micro-CAP
Красноярск
Золотухин, В.В.
Методические указания к лабораторной работе №1 «Моделирование цифровых схем в Micro-CAP» по дисциплине «Цифровые устройства и микропроцессоры» / В.В. Золотухин. – Красноярск, 2014. – 11 с.
В данных методических указаниях к практическим занятиям по дисциплине «Цифровые устройства и микропроцессоры» студентам предстоит ознакомиться с программой моделирования аналоговых и цифровых электронных схем Micro-CAP, набором готовых компонентов цифровых схем, а также доступными результатами моделирования.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 210400.62.
© В.В. Золотухин
Цель работы: изучение принципов моделирования цифровых и аналогоцифровых схем в программе Micro-CAP, ознакомление с доступными в среде Micro-CAP библиотеками схемотехнических элементов и их параметрами.
Задание на лабораторную работу: в соответствии с заданием на лабораторную работу, приведённому в таблицах 1 и 2, требуется создать модель цифровой схемы для получения значений выходных сигналов. Для первой схемы из табл. 1 требуется получить значение логического уровня сигнала («0» или «1»), тогда как для второй схемы из табл. 2 необходимо получить график выходного сигнала схемы при воздействии на входы схемы сигналов рис. 1. Третья схема выбирается студентом самостоятельно.
Таблица 1
Вариант |
|
Цифровая схема |
|
|
|
|
|
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Таблица 2
Вариант |
|
|
|
Цифровая схема |
|||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
3
4
5
6
7
8
9
10
x |
y |
z |
T |
Рис. 1. Сигналы x, y и z на входах цифровой схемы |
Порядок выполнения лабораторной работы:
1.Запустить программу Micro-CAP. Создать новую схему.
2.В соответствии с индивидуальным заданием на лабораторную работу (табл. 1) требуется выбрать из библиотеки доступных компонентов необходимые блоки и расположить их на схеме, соединив при этом соответствующие входы и выходы блоков. Ко входам схемы требуется подключить сигналы соответствующего логического уровня («0» или
«1»).
3.Определить значение логического уровня выходного сигнала схемы.
4.Аналогичным образом создать модель схемы (табл. 2), при этом на входы схемы следует подать сигналы от генератора.
5.Построить график выходного сигнала схемы.
6.Используя дополнительную литературу (рекомендуется использовать журнал «Радио»), самостоятельно выбрать законченную работоспособную цифровую схему устройства, описать её назначение и принцип функционирования. Создать модель данной схемы и продемонстрировать результаты работы.
Требования к оформлению отчета: отчет по лабораторной работе должен содержать титульный лист, индивидуальное задание на лабораторную работу, результаты моделирования цифровых схем (схемы электрические принципиальные, графики и таблицы значений входных и выходных сигналов) и заключение. На титульном листе обязательно должна присутствовать подпись студента – автора работы.
Контрольные вопросы:
1.Аналоговые и цифровые сигналы. Преимущества и недостатки использования цифровых сигналов.
2.Выводы цифровых микросхем. Основные типы выходов микросхем (2С, 3С, ОК). Понятие логического уровня сигнала.
3.Уровни представления (модели) цифровых устройств.
4.Логический элемент «НЕ» (инвертор). Обозначение на схемах, таблица истинности, возможные варианты использования.
5.Буфер (повторитель). Обозначение на схемах, таблица истинности, возможные варианты использования.
6.Логические элементы «И», «ИЛИ», «И-НЕ», «ИЛИ-НЕ». Обозначение на схемах, таблица истинности, возможные варианты использования.
7.Логический элемент «Исключающее ИЛИ». Обозначение на схемах, таблица истинности, возможные варианты использования.
8.Сложные логические элементы. Обозначение на схемах, таблица истинности, возможные варианты использования.
9.Триггер Шмитта. Передаточная функция триггера Шмитта. Обозначение на схемах, таблица истинности, возможные варианты использования.
10.Комбинационные микросхемы. Шифраторы и дешифраторы. Обозначение на схемах, таблица истинности, возможные варианты использования.
11.Мультиплексоры и демультиплексоры. Обозначение на схемах, таблица истинности, возможные варианты использования.
12.Компараторы. Обозначение на схемах, таблица истинности,
возможные варианты использования.
13.Сумматоры. Обозначение на схемах, таблица истинности, возможные варианты использования.
14.Преобразователи кода. Обозначение на схемах, таблица истинности, возможные варианты использования.
15.Мультивибраторы. Обозначение на схемах, таблица истинности, возможные варианты использования.
16.RS-триггер. Обозначение на схемах, таблица истинности, возможные варианты использования.
17.JK-триггер. Обозначение на схемах, таблица истинности, возможные варианты использования.
18.D-триггер. Обозначение на схемах, таблица истинности, возможные варианты использования.
19.Параллельные регистры. Тактируемые и стробируемые регистры. Обозначение на схемах, таблица истинности, возможные варианты использования.
20.Сдвиговые регистры. Обозначение на схемах, таблица истинности, возможные варианты использования.
21.Счётчики.