- •Цифровые и микропроцессорные устройства
- •Часть 1
- •5 Марта 2009 г., протокол № 6
- •Введение
- •Изучение интегральных логических и буферных элементов. Работа со справочником Цель работы
- •Домашнее задание
- •Вопросы для самоконтроля
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Требования к знаниям и умениям студентов
- •Синтез комбинационных цифровых устройств в базисах и-не, или-не Цель работы
- •Домашнее задание
- •Вопросы для самоконтроля
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Требования к знаниям и умениям студентов
- •Методические указания
- •Исследование основных логических элементов и простейших комбинационных цифровых устройств Цель работы
- •Домашнее задание
- •Вопросы для самоконтроля
- •Приборы, оборудование и документация
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Требования к знаниям и умениям студентов
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Требования к знаниям и умениям студентов
- •Исследование работы комбинационных цифровых устройств Цель работы
- •Домашнее задание
- •Вопросы для самоконтроля
- •Приборы и оборудование
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Вопросы для самоконтроля
- •Приборы и оборудование
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Требования к знаниям и умениям студентов
- •Методические указания
- •Литература
- •Система условных обозначений микросхем стандартной логики производства нпо «Интеграл»
- •Условное графическое обозначение, цоколевка и таблицы истинности интегральных микросхем стандартной логики схемотехники кмоп производства нпо «Интеграл»
- •Содержание
- •Цифровые и микропроцессорные устройства
- •Часть 1
Исследование основных логических элементов и простейших комбинационных цифровых устройств Цель работы
Исследовать работу интегральных ЛЭ схемотехники ТТЛШ.
Сформировать практические навыки и начальные умения построения КЦУ и контроля их работы по элементам индикации.
Домашнее задание
Повторить по [5] или [7] основные статические и динамические параметры ЛЭ.
Повторить по [5] или [7] основные законы и тождества алгебры логики, теорию синтеза КЦУ, а также особенности построения логических схем в различных базисах.
Изучить по [8] микросхемы схемотехники ТТЛШ 1533ЛН1, 1533ЛА3, 1533ЛА4, 1533ЛА9, 1533ЛИ1, 533ЛЛ1, 1533ЛП5. Начертить в отчете к лабораторной работе их УГО, указать число ЛЭ в одном корпусе и основные электрические параметры в виде таблицы, аналогичной по форме таблице 2.
Подготовить ответы на вопросы для самоконтроля.
Подготовить бланк отчета.
Вопросы для самоконтроля
Начертите УГО ЛЭ НЕ, И, ИЛИ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, Исключающее ИЛИ по ГОСТ 2743-91 ЕСКД.
Покажите на УГО ЛЭ НЕ направление входных и выходных токов нуля и единицы.
Укажите значения уровней логического нуля и единицы для ЛЭ ТТЛШ, а также напряжение источника питания.
Поясните физическую сущность коэффициента разветвления по выходу и укажите его типовое значение для ЛЭ ТТЛШ.
Поясните, как поступают с неиспользованными входами ЛЭ?
Поясните, как реализовать логические операции И, ИЛИ, на ЛЭ с недостаточным числом входов?
Приборы, оборудование и документация
Универсальный стенд ОАВТ.
Комплект сменных технологических карт (I-1…I-9).
Плата П1.
Порядок выполнения работы
Проверка подготовки студентов к занятию по вопросам для самоконтроля в виде фронтального или программированного опроса.
Получить первичный инструктаж по технике безопасности.
Получить инструктаж по лабораторной работе.
Исследовать работу основных ЛЭ ТТЛШ. Для этого вставить в разъем сменную плату П1, включить питание универсального стенда ОАВТ и последовательно менять сменные технологические карты I‑1…I-6. Комбинации входных сигналов набирать с помощью тумблеров SA1…SA5. Выходной сигнал определять по свечению соответствующего светодиода. Следует помнить, что в нижнем по схеме положении тумблера на вход ЛЭ подается уровень логического 0, а в верхнем – уровень логической 1. Аргумент подается с помощью тумблера SA1, – SA2 и т.д. Свечение светодиодного индикатора соответствует уровню логической 1 на выходе ЛЭ (значение функции равно 1). По результатам исследований заполнить таблицы истинности в таблице 5, записать логическую функции для каждого ЛЭ, определить и обозначить ЛЭ, а также записать его название.
Исследовать в статическом режиме трехразрядное устройство проверки на четность (технологическая карта I-7). На выходе устройства устанавливается логическая единица, если число единиц на входах нечетно. Следовательно, данное устройство реализует логическую функцию:
(5)
Комбинации входных сигналов подавать с помощью тумблеров SA1…SA3. Выходной сигнал определять по свечению светодиодного индикатора HL1. По результатам исследования заполнить таблицу истинности в таблице 6, записать логическую функцию в СДНФ и доказать ее равенство выражению (5), а также определить и обозначить ЛЭ, которые использованы в схеме устройства (таблица 6).
Таблица 5 – Результаты исследования основных ЛЭ ТТЛШ
Номер карты |
Таблица истинности |
Логическая функция |
Наименование и УГО ЛЭ | |||||
1 |
2 |
3 |
4 | |||||
I-1 |
|
|
|
|
|
|
| |
|
0 |
0 |
|
| ||||
|
0 |
1 |
|
| ||||
|
1 |
0 |
|
| ||||
|
1 |
1 |
|
|
ЛЭ........................ | |||
I-2 |
|
|
|
|
|
|
| |
|
0 |
0 |
|
| ||||
|
0 |
1 |
|
| ||||
|
1 |
0 |
|
| ||||
|
1 |
1 |
|
|
ЛЭ........................ | |||
I-3 |
|
|
|
|
|
|
| |
|
0 |
0 |
|
| ||||
|
0 |
1 |
|
| ||||
|
1 |
0 |
|
| ||||
|
1 |
1 |
|
|
ЛЭ........................ | |||
I-4 |
|
|
|
|
|
|
| |
|
0 |
0 |
|
| ||||
|
0 |
1 |
|
| ||||
|
1 |
0 |
|
| ||||
|
1 |
1 |
|
|
ЛЭ........................ | |||
I-5 |
|
|
|
|
|
|
| |
|
0 |
0 |
|
| ||||
|
0 |
1 |
|
| ||||
|
1 |
0 |
|
| ||||
|
1 |
1 |
|
|
ЛЭ........................ | |||
I-6 |
|
|
|
|
|
|
| |
|
0 |
0 |
|
| ||||
|
0 |
1 |
|
| ||||
|
1 |
0 |
|
| ||||
|
1 |
1 |
|
|
ЛЭ........................ |
Таблица 6 – Результаты исследования трехразрядного устройства проверки на четность
Таблица истинности |
№ Набора |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 | |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 | |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 | |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Логическая функция и логическая схема устройства |
|
Проверить правильность функционирования логической схемы устройства для фиксированного состояния, если на входы поступает кодовое слово 111 (=1, =1, =1). Для этого с помощью таблиц истинности ЛЭ, указанных на схеме устройства, определить и указать значения сигналов на выходах первого и второго ЛЭ. Результаты проверки сравнить с таблицей истинности устройства и сделать выводы.
Исследовать в статическом режиме устройство сравнения двух двухразрядных чисел (технологическая карта I-8). На выходе устройства устанавливается логическая единица, если = и =. Следовательно, данное устройство реализует логическую функцию:
(6)
Комбинации входных сигналов подавать с помощью тумблеров SA1…SA5, причем тумблер SA3 не используется. Выходной сигнал определять по свечению светодиодного индикатора HL1. По результатам исследования заполнить таблицу истинности в таблице 7, записать логическую функцию в СДНФ и доказать ее равенство выражению (6), а также определить и обозначить ЛЭ, которые использованы в схеме устройства (таблица 7).
Таблица 7 – Результаты исследования устройства сравнения двух двухразрядных чисел
Таблица истинности |
№ набора |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 | |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 | |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 | |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 | |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Логическая функция и логическая схема устройства |
|
Проверить правильность функционирования логической схемы устройства для фиксированного состояния, если на входы поступает кодовое слово 1111 (=1, =1, =1, =1). Для этого с помощью таблиц истинности ЛЭ, указанных на схеме устройства, определить и указать значения сигналов на выходах ЛЭ. Результат проверки сравнить с таблицей истинности устройства и сделать выводы.
Исследовать в статическом режиме одноразрядный двоичный сумматор без учета переноса из младшего разряда – полусумматор (технологическая карта I-9). Полусумматор имеет два входа, на которые подаются два одноразрядных числа с помощью тумблеров SA1 и SA2, а также два выхода. На выходе суммы (светодиодный индикатор HL1) устанавливается уровень логической единицы при нечетном числе единиц на входах. На выходе переноса (светодиодный индикатор HL2) устанавливается уровень логической единицы при совпадении двух единиц на входах полусумматора. Следовательно, данное устройство реализует две логические функции:
(7)
(8)
По результатам исследования заполнить таблицу истинности в таблице 8, записать логическую функцию для выхода суммы в СКНФ, а для выхода переноса – в СДНФ. Доказать равенство полученных функций выражениям (7) и (8) соответственно, а также определить и обозначить ЛЭ, которые использованы в схеме устройства (таблица 8).
Таблица 8 – Результаты исследования полусумматора
Таблица истинности | ||||
0 |
0 |
|
| |
0 |
1 |
|
| |
1 |
0 |
|
| |
1 |
1 |
|
| |
Логические функции и логическая схема устройства |
|
Проверить правильность функционирования логической схемы полусумматора для фиксированного состояния, если на входы поступает кодовое слово 11 (=1, =1). Для этого с помощью таблицы истинности ЛЭ, указанных на схеме устройства, определить и указать значения сигналов на выходах ЛЭ. Результат проверки сравнить с таблицей истинности устройства и сделать выводы.
Выключить питание стенда ОАВТ.
Ответить на контрольные вопросы.
Оформить отчет и сдать зачет.