1.7. Моделирование схем, реализующих основные логические функции

Для моделирования логических схем используют логические элементы, имеющиеся в программе EWB, рисунок 1.10.

Рис. 1.10 – Графические обозначения основных логических элементов

Для моделирования сигналов «логическая 1» и «логический 0» можно использовать механические ключи, рисунок 1.11.

Рис. 1.11 – Электромеханические имитаторы сигналов «логическая 1»

и «логический 0»

Для моделирования принципиальных схем используются цифровые интегральные микросхемы, имеющиеся в библиотеке EWB. В качестве примера на рисунке 1.12 показана схема включения ИМС SN7400, которая реализует операцию 2И-НЕ.

Рис. 1.12 – Схема включения ИМС SN7400, которая реализует

операцию И-НЕ

Для изучения статических характеристик ИМС необходимо собрать схему, показанную на рисунке 1.13.

Изменяя значения входного напряжения, можно построить передаточную характеристику инвертора и по ней определить напряжения H и L уровней.

Рис. 1.13 – Схема для определения статических параметров микросхемы К555ЛН1

Для изучения динамических характеристик ИМС необходимо собрать схему, показанную на рисунке 1.14.

Рис. 1.14 – Схема для определения динамических параметров микросхемы К555ЛН1

При большой частоте следования входных прямоугольных импульсов, рисунок 1.15, на экране осциллографа можно наблюдать и измерить временную задержку между входным и выходным сигналами, рисунок 1.16.

Рис. 1.15 – Параметры прямоугольных импульсов на входе инвертора

Рис. 1.16 – Осциллограммы входного и выходного сигналов

на экране осциллографа

2. Самостоятельная подготовка к выполнению лабораторной работы

Подготовка к выполнению лабораторной работы заключается

• в письменном ответе на контрольные вопросы,

• в выполнении индивидуального задания в соответствии с вариантом, указанным преподавателем.

2.1. Контрольные вопросы

1. Какие функциональные устройства называются логическими элементами?

2. Как обозначают высокий и низкий уровни напряжений?

3. Какой вход (выход) ЛЭ считается прямым и какой вход (выход) ЛЭ считается инверсным?

4. Как можно описать способ преобразования входных сигналов в выходной?

5. Нарисуйте таблицу истинности, УГО, приведите логическое выражение ЛЭ И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ.

6. Нарисуйте внешний вид ИС. Какие выводы имеет интегральная схема?

7. Какая характеристика(и) определяет(ют) нагрузочную способность ЛЭ?

8. Какая характеристика(и) определяет(ют) помехоустойчивость ЛЭ?

9. Назовите динамические параметры ЛЭ.

10. Назовите статические параметры ЛЭ.

11. Что определяют параметры t_{1,0 зд р}, t_{0,1 зд р}. Как определяется средняя задержка распространения сигнала ЛЭ (τ_{зд р ср})?

12. Что определяют параметры U_0вх, U_1вх?

13. Что определяют параметры U_0вых, U_1вых?

14. Что определяют параметры I_0вх, I_1вх, I_0вых, I_1вых?

15. Что определяют параметры I_0пот, I_1пот?

16. Что такое потребляемая мощность? Как она определяется?

2.2. Индивидуальные задания

В соответствии с вариантом, заданным преподавателем из таблицы 2.1:

Таблица 2.1 – Перечень ИМС для выполнения задания

Номер варианта	Микросхема отечественная	Микросхема зарубежная (аналог)
В-01	К155ЛА3	7400
В-02	К155ЛЕ1	7402
В-03	К155ЛА9	7403
В-04	К155ЛН1	7404
В-05	К155ЛН2	7405
В-06	К155ЛИ1	7408
В-07	К155ЛИ2	7409
В-08	К155ЛА4	7410
В-09	К555ЛИ3	7411
В-10	К155ЛА10	7412
В-11	К155ЛА19	7420
В-12	К155ЛИ6	7421
В-13	К155ЛА2	7430
В-14	К155ЛЛ1	7432
В-15	561ЛЕ5	4001
В-16	561ЛЕ6	4002
В-17	561ЛА7	4011
В-18	561ЛА8	4012
В-19	561ЛА9	4023
В-20	561ЛЕ10	-
В-21	К155ЛЕ3	-
В-22	К155ЛА17	-
В-23	561ЛЕ2	-
В-24	К155ЛИ5	-

1. Пользуясь справочной литературой, нарисовать УГО ИМС с указанием нумерации входов/выходов; определить и записать, сколько ЛЭ содержит корпус ИМС.

2. Составить таблицу истинности; привести логическое выражение, описывающее работу ЛЭ заданной ИМС.

3. Определить статические параметры ЛЭ заданной ИМС.

4. Определить динамические параметры ЛЭ заданной ИМС.

5. С помощью программы EWB в соответствии с последовательностью, изложенной в п.п. 1.6-1.7 данной лабораторной работы:

• осуществить моделирование принципиальной схемы,

• изучить статические характеристики заданной ИМС,

• изучить динамические характеристики заданной ИМС,

• построить передаточную характеристику и определить время переключения для заданной ИМС.