РАБОТА № 7. ИССЛЕДОВАНИЕ МУЛЬТИПЛЕКСОРОВ
Цель работы
Ознакомление с основными функциями и тестирование мультиплексоров.
В работе исследуется сдвоенный мультиплексор 4 – 1. Внутренняя структура мультиплексора построена на основе КМОП-логики.
Описание лабораторного стенда
Работа проводится на лабораторном модуле «Мультиплексоры», лицевая панель которого изображена на рис.1.
Рис.1. Модуль «Мультиплексоры».
Мультиплексором называется устройство, которое коммутирует один из информационных входов (D0, D1… Dn) по адресу, задаваемому входами выбора (SE1, SE2 … SEm), на выход Q. Рассматриваемая микросхема 74НС153 кроме этого имеет еще собственные для каждого мультиплексора входы разрешения DE1 и DE2, высокий уровень которых блокирует выход мультиплексоров.
На основании вышесказанного можно составить таблицу истинности для выбранного мультиплексора. Она представлена в табл.1. Знак « х » означает безразличное состояние входа.
Таблица 1. Таблица истинности мультиплексора 4 – 1.
Вход |
|
Вход |
|
выбора |
Вход данных |
блокировки |
Выход |
|
|
|
|
45
SE2 |
SE1 |
D0 |
D1 |
D2 |
D3 |
DE |
|
Q |
x |
x |
x |
x |
x |
x |
0 |
|
x |
0 |
0 |
0 / 1 |
x |
x |
x |
1 |
|
0 / 1 |
0 |
1 |
x |
0 / 1 |
x |
x |
|
1 |
0 / 1 |
1 |
0 |
x |
x |
0 / 1 |
x |
|
1 |
0 / 1 |
1 |
1 |
x |
х |
x |
0 / 1 |
|
1 |
0 / 1 |
Основное применение мультиплексора – это передача данных от нескольких источников информации на вход одного приемника.
Задание и методические указания
Предварительное домашнее задание:
а) изучить тему курса «Мультиплексоры» и содержание данной работы, быть готовым ответить на все контрольные вопросы;
б) согласно таблице вариантов (табл.2), используя таблицу истинности, начертить друг под другом временные диаграммы на выходе мультиплексора 4 – 1.
Таблица 2. Варианты задания.
|
Частота входа |
Частота входа |
|
|
№ |
выбора SE1, |
выбора SE2, |
|
Вход данных |
варианта |
Гц |
Гц |
|
|
|
|
|
Вход |
Частота, Гц |
|
|
|
|
|
1 |
100 |
800 |
D0 |
200 |
2 |
100 |
800 |
D1 |
200 |
3 |
100 |
800 |
D2 |
200 |
4 |
100 |
800 |
D3 |
200 |
5 |
800 |
100 |
D0 |
200 |
6 |
800 |
100 |
D1 |
200 |
7 |
800 |
100 |
D2 |
200 |
8 |
800 |
100 |
D3 |
200 |
9 |
100 |
800 |
D0 |
400 |
10 |
100 |
800 |
D1 |
400 |
11 |
100 |
800 |
D2 |
400 |
12 |
100 |
800 |
D3 |
400 |
Задание выполнить аналогично приведенным ниже на рис.2 временным диаграммам.
46
Рис.2. Временные диаграммы для выполнения домашнего задания.
Экспериментальное исследование мультиплексора.
а). Проверить работу мультиплексора, составив его таблицу истинности. Для этого собрать схему рис.3.
Рис.3. Схема для снятия таблицы истинности мультиплексора.
Включить тумблер «Питание». Задавая тумблерами входные логические сигналы на входах мультиплексора, фиксировать по светодиодам выходной сигнал. Результаты занести в таблицу. Выключить тумблер «Питание». Сравнив таблицы истинности определить, исправен ли дешифратор;
47
б). Исследовать работу мультиплексора с помощью осциллографа. Для этого собрать схему рис.4, используя генератор импульсов модуля «Логические элементы и триггеры».
Рис.4. Схема соединений для исследования мультиплексора с помощью осциллографа.
Подключить выходное гнездо «Генератора импульсов» с частотой «100 Гц» к входу выбора SE2 (см. рис. 4), выход «1600 Гц» подключить на вход SE1, а выход «200» Гц подключить к входу данных 1D0. Осциллограф перевести в режим внешней синхронизации «EXT», соединить вход внешней синхронизации осциллографа «TRIG IN» с гнездом «Генератора импульсов» 100 Гц. Корпус
осциллографа « » (вывод черного цвета) соединить с общей точкой стенда « ». Вход осциллографа СН1 (канал 1) подключить к входу данных 1D0 и СН2 (канал 2) подключить к выходу Q1. На блокирующие входы DE1 и DE2 подать уровни логического ноля. Включить тумблер «Питание». Зарисовать временные диаграммы сигналов. Переключить вход осциллографа СН1 и «200 Гц» к входу 1D1 и зарисовать на той же кальке сигнал на выходе Q1. Затем подключить «200 Гц» ко входам 1D2 и 1D3, и также зарисовать полученные сигналы. Сигналы зарисовывать друг под другом. Выключить тумблер «Питание». Показать преподавателю и объяснить полученные осциллограммы.
48
в). Аналогично, по схеме рис.4 проверить осциллограмму, соответствующую своему домашнему заданию. Для этого подать заданные частоты сигналов на входы мультиплексора в соответствии со своим вариантом. Частоту «800 Гц» можно получить с выхода JK-триггера модуля «Логические элементы и триггеры», подав «1600 Гц» на «С» - счетный вход этого триггера. Придумать, как можно получить частоту «400 Гц».
Содержание отчета
Отчет должен содержать следующие пункты: а) наименование и цель работы;
б) принципиальные электрические схемы для выполненных экспериментов; в) результаты предварительного домашнего задания;
г) результаты экспериментальных исследований, помещенные в соответствующие таблицы; д) обработанные осциллограммы;
е) выводы по работе.
Контрольные вопросы
1.Что называется мультиплексором?
2.Какие логические функции можно реализовать на мультиплексоре?
3.Нарисуйте условно графические схемы известных вам мультиплексоров.
4.Как мультиплексор можно использовать для формирования последовательностей импульсов?
5.Опишите принцип работы мультиплексора 4 -1.
6.Какую функцию выполняет вход разрешения DE?
49