Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Синтез электронных цифровых устройств на основе логических модулей. Учебное пособие
.pdf
11
Лабораторно-практическая работа № 2
ИССЛЕДОВАНИЕ КОМБИНАЦИОННЫХ СХЕМ
МУЛЬТИПЛЕКСОРОВ
Цели работы
1. Ознакомление с принципом действия мультиплексоров.
2. Реализация экспериментального исследования комбинационных
схем мультиплексоров, построенных на основе функциональных логических модулей.
Содержание работы
1. Синтез структурно-логической схемы мультиплексора из моду-
лей интегральных схем малой степени интеграции.
2.2. Экспериментальное исследование принципа работы мульти-
плексора и подтверждение его таблицы истинности.
Особенности правил и мер техники безопасности
1. Приступая к сборке электрической цепи, убедитесь, что к стенду
не подано напряжение, проверив положение выключателя.
2. При сборке схемы надежно вставляйте штекеры проводников
в контактные гнезда. Следите за тем, чтобы провода не перекручивались, а модули с интегральными схемами и приборами размещались в порядке, удобном для использования.
3. Не разрешается подавать напряжение в собранную электриче-
скую схему до проверки ее преподавателем.
4. В остальном правила техники безопасности при выполнении
данной работы не отличаются от общих правил при работе в электротехнических лабораториях.
Подготовка к выполнению работы
При подготовке к выполнению работы студент должен:
– изучить тему «Мультиплексоры» и при самоконтроле усвоения
этого материала ответить на контрольные вопросы [1, с. 540–543;
2, с. 345–348; 3, с. 100–106];
– изучить теоретический материал и усвоить последовательность
выполнения работы;
12
– подготовить бланк отчета, в котором представить цель работы,
принципиальные электрические схемы включения модулей, составляющих мультиплексор, таблицу для записи результатов эксперимента,
выводы по результатам выполнения работы.
Описание лабораторной установки
1. Экспериментальное исследование мультиплексоров выполняется
на персональных компьютерах, в программном обеспечении которых
установлена программа схемотехнического моделирования Electronics
Workbench (EWB), использующая стандартный интерфейс Windows.
Для проведения компьютерного варианта исследования используется
также манипулятор типа «Мышь».
2. Реализация экспериментального исследования комбинационных
схем мультиплексоров, построенных на основе функциональных логических модулей, выполняется на стенде SBL-3 «Цепи цифровой электроники».
3. Источник питания: источник фиксированного постоянного
напряжения +5В с защитой от превышения тока и от короткого замыкания.
4. Используемые модули для схемы мультиплексора:
четырехразрядный порт ввода SD101 – 2 экз.;
модуль из двух ЛЭ «4И» SD103 – 1 экз.;
модуль из четырех ЛЭ «НЕ» SD123 – 1 экз.;
модуль из четырех ЛЭ «2И» SD117 – 1 экз.;
модуль из трех ЛЭ «2ИЛИ» SD109 – 1 экз.;
модуль из четырех ЛЭ «2И-НЕ» SD108 – 1 экз.
Последовательность выполнения работы
Экспериментальное исследование принципа действия мультиплек-
сора.
Мультиплексор – это комбинационное логическое устройство,
предназначенное для управляемой передачи данных от нескольких источников информации в один выходной канал, причем номер входа, с которого информация передается на выход, равен двоичному числу на адресных входах.
13
Согласно определению мультиплексор имеет один выход F и две
группы входов: информационные D0–Di и адресные А0–Аi, причем число информационных входов m определяется m = 2А, где А – число адресных входов. Кроме того, мультиплексор снабжен входом разрешения работы . Условное графическое обозначение мультиплексора
приведено на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Условное графическое обозначение мультиплексора
на электрических схемах
В основу исследуемой электрической схемы мультиплексора МS 4×1,
собранного на модулях, перечень которых приведен в описании лабораторной установки подп. 4, положена структурно-логическая схема,
которая может быть получена на практическом занятии по схемотехническому моделированию мультиплексоров (рис. 2.2).
Соберите схему мультиплексора, установив модули на монтажной
плате стенда SBL-3 и подключив их к источнику питания в соответствии со схемой, приведенной на рис. 2.3.
На монтажной схеме использованы следующие обозначения:
– устанавливаемые модули показаны залитыми прямоугольниками;
– штекеры, подключающие напряжение питания к каждому модулю, обозначены крупными точками (они вставляются в соответствующие гнезда монтажной платы);
– провода, подключающие модули к различным клеммам источника питания, показаны линиями различной толщины: более тонкими
обозначены проводники, подключающие модули к «–» источника питания; более толстыми обозначены проводники, подключающие модули
к «+» источника питания.
14
Рис.
2.2. Принципиальная эле
ктрическая схема мультиплексора
15
Включите тумблер, подав напряжение питания на стенд.
Замыкая и размыкая тумблеры D0, D1, D2 и D3 модуля порта ввода
SD101, подавайте сигналы на информационные входы мультиплексора
(логические единицы и нули). Замыкая и размыкая тумблеры А0 и А1
модуля порта ввода SD101, подавайте все возможные комбинации адреса. Наблюдая за состоянием светового индикатора HL порта вывода
SD109, внесите получаемые значения выходных сигналов F, в зависимости от адреса информационного порта данных, в таблицу истинности
(табл. 2.1).
Рис. 2.3. Монтажная схема размещения модулей и подключения питания
к ним при исследовании мультиплексора
Сравните полученные результаты экспериментального исследования работы мультиплексора с таблицей истинности, которая может
быть составлена на практическом занятии по компьютерному моделированию мультиплексора (см. табл. 2.1).
16
Таблица 2.1
Таблица истинности мультиплексора
D0
D1
D2
D3
A0
A1
F
0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1
0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 1 0 1 0
0 0 0 0 0 1 1
0 0 0 0 1 1 1
1
Схема не работает
Примечание: светящийся индикатор означает наличие сигнала
«лог. 1».
Контрольные вопросы
1. Дайте определения мультиплексора.
2. Каково назначение мультиплексора?
3. Приведите условное графическое обозначение мультиплексора.
4. Какие выводы имеет интегральная схема мультиплексора?
5. Какие сигналы действуют на выводах?
6. Поясните принцип работы мультиплексора.
7. Изобразите таблицу истинности мультиплексора.
8. Каким аналитическим уравнением (ФАЛ) описывается работа
мультиплексора 2×1 с управляющим входом? В уравнении используйте
следующие логические обозначения: входы D0, D1, выход – F, разрешающий вход – . Какие логические элементы потребуются для реализации?
9. Как можно на основе двух мультиплексоров 2×1 сделать один
мультиплексор 4×1? Какие дополнительные элементы понадобятся?
17
Лабораторно-практическая работа № 3
ИЗУЧЕНИЕ КОМБИНАЦИОННЫХ СХЕМ ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОРОВ
Цель работы
1. Ознакомление с принципом действия демультиплексоров.
2. Реализация экспериментального исследования комбинационных
схем демультиплексоров, построенных на основе функциональных
логических модулей.
Содержание работы
1. Синтез структурно-логической схемы демультиплексора из мо-
дулей интегральных схем малой степени интеграции.
2. Экспериментальное исследование принципа работы демульти-
плексора и получение его таблицы истинности.
Особенности правил и мер техники безопасности
1. Приступая к сборке электрической цепи, убедитесь, что к стенду
не подано напряжение, проверив положение выключателя.
2. При сборке схемы надежно вставляйте штекеры проводников
в контактные гнезда. Следите за тем, чтобы провода не перекручивались, а модули с интегральными схемами и приборами размещались в порядке, удобном для использования.
3. Не разрешается подавать напряжение в собранную электриче-
скую схему до проверки ее преподавателем.
4. В остальном правила техники безопасности при выполнении
данной работы не отличаются от общих правил при работе в электротехнических лабораториях.
Подготовка к выполнению работы
При подготовке к выполнению работы студент должен:
– изучить тему «Демультиплексоры» и при самоконтроле усвоения
этого материала ответить на контрольные вопросы [1, с. 542–543;
2, с. 348–351; 3, с. 107–108];
– изучить теоретический материал и усвоить последовательность
выполнения работы;
– подготовить бланк отчета, в котором представить цель работы,
принципиальные электрические схемы включения модулей, составляющих демультиплексор, таблицу для записи результатов эксперимента,
выводы по результатам выполнения работы.
18
Описание лабораторной установки
1. Экспериментальное исследование демультиплексора выполняет-
ся на персональных компьютерах, в программном обеспечении которых
установлена программа схемотехнического моделирования Electronics
Workbench (EWB), использующая стандартный интерфейс Windows.
Для проведения компьютерного варианта исследования используется
также манипулятор типа «Мышь».
2. Реализация и экспериментальное исследование комбинационных
схем демультиплексоров, построенных на основе функциональных логических модулей, выполняется на стенде SBL-3 «Цепи цифровой электроники».
3. Источником питания является источник фиксированного посто-
янного напряжения +5В с защитой от превышения тока и от короткого
замыкания.
4. Используемые модули для схемы демультиплексора:
четырехразрядный порт ввода SD101 – 1 экз.;
модуль из двух ЛЭ «4И» SD117 – 1 экз.;
модуль из четырех ЛЭ «2И» SD103 – 1 экз.;
модуль из четырех ЛЭ «2И-НЕ» SD108 – 1 экз.;
модуль из четырех ЛЭ «НЕ» SD123 – 1 экз.
Последовательность выполнения работы
Экспериментальное исследование принципа действия демультиплексора
Демультиплексор – комбинационная ИС, в которой информация
с единственного информационного входа передается на один из нескольких выходов, причем номер входа, с которого информация передается на выход, равен двоичному числу на адресных входах.
Согласно определению демультиплексор имеет несколько выходов
Q0–Qi и две группы входов: информационный D и адресные А0–Аi,
причем число информационных выходов n определяется n=2А, где А –
число адресных входов. Кроме того, иногда демультиплексор снабжен
входом разрешения работы . Условное графическое обозначение демультиплексора приведено на рис. 3.1.
19
Рис. 3.1. Условное графическое обозначение демультиплексора
на электрических схемах
В основу исследуемой электрической схемы демультиплексора
DМS 1×4, собранного на модулях, перечень которых приведен в описании лабораторной установки подп. 4, положена структурно-логическая
схема, которая может быть получена на практическом занятии по схемотехническому моделированию демультиплексоров (рис. 3.2).
Соберите схему демультиплексора, для чего установите модули на
монтажной плате стенда SBL-3 и подключите их к источнику питания
в соответствии с схемой, приведенной на рис. 3.3.
На монтажной схеме использованы следующие обозначения:
– устанавливаемые модули показаны залитыми прямоугольниками;
– штекеры, подключающие напряжение питания к каждому модулю, обозначены крупными точками (они вставляются в соответствующие гнезда монтажной платы);
– провода, подключающие модули к различным клеммам источника питания, показаны линиями различной толщины: более тонкими
обозначены проводники, подключающие модули к «–» источника питания; более толстыми обозначены проводники, подключающие модули
к «+» источника питания.
Включите тумблер, подав напряжение питания на стенд.
Замыкая и размыкая тумблер D модуля порта ввода SD101, подавайте сигналы на информационный вход демультиплексора (логические
единицу или нуль). Замыкая и размыкая тумблеры А0, А0’ и А1, А1’
модуля порта ввода SD101, подавайте все возможные комбинации адреса.
20
Рис.
3.2. Принципиальная элект
рическая схема
демультиплексора
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]