Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы микроэлектроники. Практикум
.pdf
K= F3 F2 F1 F0 F 1
7
B=
S= 1 0 0 0 8 Po P F3 F2 F1 F0 F
K= F3 F2 F1 F0 F 1
B=
S= 1 0 0 1 9 Po P F3 F2 F1 F0 F
K= F3 F2 F1 F0 F 1
B=
S= 1 0 1 0 A Po P F3 F2 F1 F0 F
K= F3 F2 F1 F0 F 1
B=
S= 1 0 1 1 B Po P F3 F2 F1 F0 F
K= F3 F2 F1 F0 F 1
B=
S= 1 1 0 0 C Po P F3 F2 F1 F0 F
F=
F=
F=
F=
F=
K ˅B
(+)
K
K⁎B
B
B
1
0
K+K⁎ B+P
0
K+B+P
0
K˅B+K⁎ B +P
0
K⁎ B−1+P
0
K+B+P
0
0
0
0
0
K= F3 F2 F1 F0 F 1
B=
S= 1 1 0 1 D Po P F3 F2 F1 F0 F
K= F3 F2 F1 F0 F 1
B=
F=
K˅ B
F=
0
0
K˅B+K+P
0
61
7
S= 1 1 1 0 E Po P F3 F2 F1 F0 F
K= F3 F2 F1 F0 F 1
B=
S= 1 1 1 1 F Po P F3 F2 F1 F0 F
K= F3 F2 F1 F0 F 1
B=
F=
F=
K˅ B
K
K˅B+K+P
0
K−1+P
0
0
0
Содержание отчёта по работе:
1. Название работы.
2. Принципиальная схема исследованного устройства (копия
технологической карты VI-1).
3. Краткое описание платы для исследования АЛУ с указанием названия, поэлементного перечня и назначения всех его блоков: необходимо указать, как называется блок, для чего он предназначен, из каких элементов состоит, какие имеет входные (выходные) сигналы и откуда (куда) они поступают.
4. Заполненная таблица результатов выполнения всех возможных операций АЛУ с заданными операндами.
Контрольные вопросы и задания:
1. Пользуясь копией технологической карты VI-1, рассказать
об устройстве и функционировании платы для исследования АЛУ.
2. Уметь объяснить любой из полученных результатов (имейте в виду, что при выполнении арифметических операций данное
АЛУ использует дополнительный код).
62
Лабораторная работа № 8
Исследование работы статического оперативного
запоминающего устройства
Цель работы: ознакомиться со структурной и принципиаль-
ной схемами статического ОЗУ; освоить на практике технологии
записи и считывания информации в ячейки памяти ОЗУ.
Оборудование: стенд ОАВТ, плата П6, технологическая карта
VI-3.
Описание платы П6 стенда ОАВТ:
В этом задании используются расположенные на плате П6
следующие ИМС: дешифратор К155ИД4 (D1), счётчик двоичный
реверсивный К155ИЕ7 (D10), параллельный регистр К155ТМ5
(D8), ОЗУ К155РУ2 (D4), мультиплексор К555КП11 (D2).
Mикросхема К155 РУ2 представляет собой ЗУ на 64 бита
(16 слов на 4 разряда) со считыванием без разрушения информации. Она имеет 4 информационных входа D1…D4, 4 адресных
входа А1…А4, вход строба выборки адреса V, вход строба записи
W, а также 4 выхода 1…4 с каждого разряда. Адрес ячейки выбирается по кодовой комбинации на адресных входах для всех
разрядов одновременно в состоянии логического «0» строба выборки V. Запись информации в ячейку памяти производится при
подаче на вход строба записи W логического «0». Считывание записанной информации осуществляется в момент подачи на вход
строба записи W уровня «1», удержания на V уровня логического
«0» и выбора требуемого адреса.
Состояния входов и выходов микросхемы, обеспечивающие
различные режимы работы ЗУ (для примера даны состояния
только двух входов и соответствующих им выходов) приведены
в таблице 1. При этом символ Х означает безразличное состояние входа.
Микросхема К155 РУ2 имеет инверсные выходы с открытым
коллектором, что позволяет при наращивании ёмкости памяти
объединять их с помощью схемы ПРОВОДНОГО ИЛИ.
8
63
8
Таблица1
Режимы работы ОЗУ К155РУ2
Режим
работы
Запись 0 0 0 1 1 0
Передача на
выход без
записи
Считывание 0 1 Х Х 1 0
Хранение 1 1 Х Х 1 1
Mикросхема К555КП11 содержит 4 двухвходовых мультиплексора с объединёнными входами выбора адреса А и переключения
выходов в высокоимпедансное состояние EZ (рис. 1). При уровне
«0» на входе А на выход каждого мультиплексора проходит сигнал с соответствующего входа Х, а при уровне «1» – со входа Y.
Прохождение информационных сигналов через мультиплексоры
разрешено при наличии логического «0» на входе ЕZ. Если же на
ЕZ подаётся уровень логической «1», то выходы мультиплексоров приобретают высокоимпедансное состояние.
Устройство, схема которого приведена ниже, состоит из блока
ввода данных, блока регистра адреса, блока дешифратора команд,
блока ОЗУ, блока организации общей шины данных и блока индикации.
Строб
выборки
V
1 0 0 1 1 0
Рис. 1. УГО и нумерация выводов микросхем
К155 РУ2 и К555 КП11
Строб
записи
W
Информ.
вход
D1 D2 1 2
Выход
64
При изучении ОЗУ следует иметь в виду, что сигналы некоторых МС могут инвертироваться непоказанными на карте инверторами, и устройство работает согласно функциональным
обозначениям микросхем, приведённым на карте VI-3. Данный
факт никак не отражается на логике функционирования блока,
одновременно позволяя несколько упростить начертание межсоединений, что способствует улучшению целостности восприятия
принципиальной схемы устройства.
8
Рис. 2. Принципиальная схема макета ОЗУ
Ход работы:
1. 3арисовать либо скопировать схему макета ОЗУ, изображённую на карте VI-3 (см. рис. 2), и объяснить устройство всех его
блоков (т. е. объяснить, из каких элементов этот блок состоит, какие имеет входные (выходные) сигналы и откуда (куда) они поступает, что делает блок).
2. Объяснить работу макета ОЗУ. Для этого описать:
а) работу макета ОЗУ при записи информации,
б) работу макета ОЗУ при считывании информации.
65
8
3. Записать информацию в указанные преподавателем ячейки.
4. Считать записанную информацию и продемонстрировать
результат преподавателю.
Содержание отчёта по работе:
1. Название работы.
2. Принципиальная схема исследованного устройства (копия
технологической карты VI-3).
3. Краткое описание платы для исследования ОЗУ с указанием названия, поэлементного перечня и назначения всех его блоков: необходимо указать, как называется блок, для чего он предназначен, из каких элементов состоит, какие имеет входные (выходные) сигналы и откуда (куда) они поступают.
Контрольные вопросы и задания:
1. Пользуясь копией технологической карты VI-3, рассказать
об устройстве и функционировании платы для исследования ОЗУ.
2. Опишите работу макета ОЗУ при записи информации.
3. Опишите работу макета ОЗУ при чтении информации.
4. Что представляет собой высокоимпедансное состояние выхода микросхемы и для чего оно используется?
5. Что представляет собой выход микросхемы с открытым
коллектором и для чего он может быть использован?
66
Список рекомендуемой литературы
1. Новожилов, О. П. Электротехника и электроника : учебник
для бакалавров / О. П. Новожилов. – Изд. 2-е, испр. и доп. –
Москва : Юрайт, 2013. – 653 с.
2. Коваленко, А. А. Основы микроэлектроники : учеб. пособие
для студ. высш. учеб. заведений / А. А. Коваленко, М. Д. Петропавловский. – Изд. 3-е, стер. – Москва : Академия, 2010. –
240 с.
3. Марченко, А. Л. Основы электроники : учебное пособие /
А. Л. Марченко. – Москва : ДМК Пресс, 2009. – 294 с.
4. Строгонов, А. В. Реализация цифровых устройств в базисе
программируемых логических интегральных схем : учеб. пособие / А. В. Строгонов. – Саратов : Ай Пи Эр Медиа, 2019. –
151 с.
67
Приложение
КРАТКОЕ РУКОВОДСТВО
по применению программы MultiSIM 11.0
для моделирования и анализа электронных схем
Введение
Новая версия программного продукта компании National
Instruments Company MultiSIM 11.0 является одной из разновидно-
стей систем автоматизированного проектирования и предназначена
для компьютерного моделирования и анализа работы электронных
схем. Программа отличается достаточно простым и легко осваиваемым пользовательским интерфейсом, что и обусловило её широкое использование в учебном процессе в ряде стран (в том числе
в России). Историческим предшественником MultiSIM является
широко известная программа Electronics Workbench (электронная
лаборатория), созданная одноименной компанией, входящей в настоящее время в состав National Instruments Company.
Данное руководство рассчитано на совершенно неподготовленного пользователя, впервые приступающего к работе с программой, и ни в коей мере не может претендовать на полноту.
Тем не менее оно содержит все необходимые сведения для выполнения предлагаемых виртуальных лабораторных работ, и,
как надеются авторы, позволит сделать первые шаги в освоении
MultiSIM. Дальнейший прогресс в этой области целиком зависит
от желания студента.
В соответствии с современными тенденциями реализации
компьютерных диалоговых систем в MultiSIM используется интуитивно понятный стандартный многооконный интерфейс с разворачивающимися и ниспадающими меню.
Запуск программы осуществляется стандартным образом из
меню Пуск путем последовательного ввода с помощью мыши
команд Пуск→Все программы→National Instrumets→Circuit
Design Suite 11.0→MultiSIM 11.0. После появления на экране за-
68
ставки с логотипом фирмы необходимо дождаться полной загрузки (технические возможности компьютеров нашей лаборатории
требуют для загрузки около 1 минуты). После этого на экране раскрывается рабочее окно, в котором находится панель управления с
системным меню и меню библиотек компонентов, а также поле для
размещения моделируемых электрических схем Circuit.
Системное меню включает в себя порядка десяти компонентов, основными из которых являются следующие:
1. File (Файл).
2. Основные команды этого меню: New Schematic Capture
(Новая схема), Open (Открыть), Close (Закрыть), Save (Сохранить), Save As… (Сохранить как…), Print (Печать), Exit (Выход
из программы)
.
3. Edit (Редактирование).
4. Содержит такие часто употребляемые команды, как Undo
(назад), Redo (вперед), Copy (Копировать), Paste (Вставить),
Delete (Стереть), Select All (Выделить все), Orientation (Ориентация выделенного элемента), Properties (Свойства) и ряд других.
5. Simulate (моделирование).
6. Содержит команды запуска-остановки (Run-Stop) и прерывания (Pause) моделирования, «вызова» измерительных приборов
(Instruments), а также обеспечивает возможность различных видов анализа (Analyses).
7. Window (Окно).
8. Help (Помощь). К сожалению, программа не русифицирована, и все справочные материалы доступны только на английском языке.
После первого запуска программы необходимо проверить, в каком виде будут представлены на экране условно-графические изображения (УГО) компонентов. По умолчанию используется американский стандарт ANSI (American National Standard Institute),
однако возможно также использование немецкого инженерного
стандарта DIN (Deutsche Ingeniering Norton), символы которого
более близки российским обозначениям. С этой целью в меню
необходимо последовательно выбрать пункты Options (Опции),
затем Global Preferences (глобальные параметры), и на вкладке Symbol Standard выбрать нужное обозначение. Если в строке
69
меню отсутствует пункт Options, необходимо последовательно
выбрать пункты Tools→Description Box Editor→Options→Global
Preferences→Parts и установить желаемый стандарт.
1. Основные методы создания схем в MultiSIM
Создание схемы начинается с размещения на рабочем поле
компонентов из библиотек программы. Начать можно с команды
Place (Поместить) и Component. В верхней части открывшегося
окна Select a Component выбрать Master Database, а в нижней –
нужную группу компонентов. Доступ к основным группам библиотеки компонентов возможен также с панели инструментов,
расположенной непосредственно под системным меню, на которой помещены кнопки с соответствующими пиктограммами.
Открыв нужную группу библиотеки компонентов однократным щелчком левой кнопки мыши (ЛКМ), в левом столбце окна
выбираем нужную подгруппу, а в среднем – нужный компонент.
При этом в правом столбце окна Select a Component появляется
условное графическое обозначение (УГО) нужного компонента.
После нажатия клавиши Ok УГО выбранного компонента, «привязанное к курсору», появится на рабочем поле. Фиксация местоположения компонента происходит по щелчку ЛКМ, после чего
на экране вновь появляется окно, позволяющее выбрать этот же
либо следующий компонент. Если выбор закончен, окно библиотеки компонентов нужно закрыть. «Лишний» элемент можно выделить мышью и удалить командой Delete.
После размещения всех (либо части) необходимых компонентов схемы на рабочем поле можно приступать к коммутации их
выводов. При этом необходимо помнить следующее:
1. Во избежание ложных соединений выводы компонентов
нельзя соединять друг с другом непосредственно, то есть без использования монтажных проводников и монтажных узлов (коннекторов).
2. Располагая коннекторы в нужных местах, можно придать
схеме требуемую конфигурацию, используя их как опорные точки проводников.
3. К выводу компонента можно подключить только один проводник.
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]