методические указания для лабораторных работ / изучение работы регистров

Гнезда для подключения сигнальных ламп и кнопок

Верхняя и нижняя горизонтальные линейки накладок

Клавиш сброса логических элементов в «0»

Гнезда напряжения уровней логического «0» и логической «1» (см. рис.13б)

12

Стрелочный вольтметр, сигнальные лампы и кнопки формирования импульсов (см. рис. 13а)

Клавиши включения и выключения питания АВК-32

Рис.12. Общий вид аналоговой машины АВК-32

Рис. 13. Элементы аналоговой машины АВК-32: а – фрагмент правой вертикальной па-

нели; б – фрагмент нижней горизонтальной линейки с гнездами логических «0» и «1»;

в - фрагмент верхней горизонтальной линейки с гнездами подключения ламп и кнопок

13

части нижней горизонтальной накладки (рис. 12 и 13).

Формирование импульсов выполняется нажатием на одну из кнопок

(предпочтительнее с маркировкой «кн»), расположенных на вертикальной панели машины справа от наборного поля (рис. 12 и 13а). Внимание!

Гнезда для подключения кнопок находятся на верхней горизонтальной на-

кладке и расположены в порядке расположения кнопок слева направо (рис.

12 и 13в).

Триггеры регистра снабжены светодиодными индикаторами состоя-

ния (рис. 11): индикатор светится – состояние триггера соответствует еди-

ничному, индикатор не светится – состояние нулевое. Для наблюдения свечения индикаторов глаз необходимо располагать на уровне отверстия на накладке. Для удобства в работе рекомендуется индикацию состояния триггеров продублировать сигнальными лампами (рис. 12 и 13а). Они рас-

положены на правой вертикальной панели под стрелочным вольтметром и промаркированы цифрами 1, 2, 3, 4. Лампы включаются соединением вы-

ходов триггеров с гнездами ламп, расположенных на верхней горизонталь-

ной линейке в порядке расположения ламп. Читать двоичный код в регист-

ре по индикации ламп удобно, если выход младшего триггера «Тг0» со-

единить с лампой «4», выход триггера «Тг1» - с лампой «3» и так далее.

Все рисунки содержат расшифровку обозначения элементов. Для вы-

полнения работы все рисунки необходимо детально рассмотреть, прочи-

тать поясняющие надписи и сопоставить все элементы рисунка с одно-

именными элементами на оборудовании АВК-32.

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Поочередно задавать режимы регистра, подавая напряжение логиче-

ского нуля на управляющие входы выбора режима. Выбор режима контро-

лировать по зажиганию светодиода на лицевой панели блока рядом с одно-

14

именным гнездом выбора режима. Проверку функционирования начинать с установки исходного состояния подачей импульса на вход «сброс».

Для каждого режима выполнить проверку функционирования регист-

ра подачей последовательности импульсов на счетный вход с контролем состояния каждого триггера по состоянию индикаторов или измерением уровня напряжения вольтметром на прямых выходах. Реакцию регистра по выходам на каждый входной импульс регистрировать в таблице состояний.

ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА

1. Не подавать напряжения на гнезда функциональных блоков АВК-

32, не используемых в лабораторной работе.

2. При выполнении работы не касаться оголенных токоведущих про-

водов и деталей. На рабочем месте не размещать никакие посторонние предметы.

3.В аварийных ситуациях (замыкание оголенных проводов, искрение

изапах гари) незамедлительно обесточить установку.

4.Лица, не прошедшие инструктаж по технике безопасности, к работе не допускаются.

5.Категорически запрещается включение установки без ее проверки преподавателем или лаборантом.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

З а д а н и е 1. Проверка функционирования параллельного регистра

1. Изучить рис. 11, 12, 13, найти в составе АВК-32 блок БЛТ-31, стре-

лочный вольтметр, кнопки формирования импульсов, сигнальные лампы,

клавиши включения питания, верхнюю и нижнюю горизонтальные линей-

ки. На горизонтальных линейках найти гнезда подключения кнопок, сиг-

нальных ламп и гнезда с напряжениями логического нуля и единицы.

15

2.Подать питание на АВК-32 нажатием клавиша «питание - вкл». Над клавишем зажигается сигнальная лампа, светятся все индикаторные табло.

3.Включить режим параллельного регистра. Для этого коммутацион-

ным проводом соединить гнездо «Тг» блока БЛТ-31 с гнездом «логич.

нуль» нижней горизонтальной линейки. Правее гнезда в отверстии зажига-

ется светодиод включения режима.

3. Подать команду разрешения записи числа. Для этого коммутацион-

ным проводом соединить гнездо «логич. нуль» нижней горизонтальной линейки с гнездом «разреш. зап» блока БЛТ-31.

4. Подготовить сигналы разрядов числа для записи в регистр, исполь-

зуя узел формирования импульсов. Для этого:

гнездо «логич. нуль» коммутационным проводом соединить с одним из гнезд кнопки «кн» верхней горизонтальной линейки,

второе гнездо кнопки «кн» соединить коммутационным проводом с гнездом « » формирователя импульса блока БЛТ-31 с подавлением дребезга,

гнездо « » выхода формирователя импульса с подавлением дребезга соединить с гнездами «1» тех триггеров «Тг0» - «Тг3», в которые должны быть записаны разряды единиц числа,

гнездо « » выхода формирователя импульса с подавлением дребез-

га соединить с гнездами «0» тех триггеров «Тг0» - «Тг3», в которые долж-

ны быть записаны нулевые разряды числа.

Схема соединений должна иметь вид рис. 14.

Примечание. На рис. 14 показано соединение для записи числа 1010. 5. Сбросить регистр в нулевое состояние. Для этого кратковременно

соединить гнездо «сброс» блока БЛТ-31с гнездом «логич. нуль» или на-

жать клавиш «сброс логич» (рис. 12). Убедиться, что все светодиоды внут-

ри прямоугольников триггеров блока погашены.

16

6.Выполнить запись числа подачей импульсов разрядов (нажатием кнопки «кн»). Выполнить контроль записи по свечению индикаторов.

7.Выполнить запись разных чисел, повторяя пункты 4-6 .

Рис. 14. Мнемоническая схема соединений для проверки функционирования

параллельного регистра

За д а н и е 2 . Проверка функционирования регистра сдвига вправо

1.Подать питание на АВК-32 нажатием клавиша «питание - вкл». Над клавишем зажигается сигнальная лампа, светятся все индикаторные табло.

2.Включить режим сдвигового регистра. Для этого коммутационным проводом соединить гнездо «сдв» блока БЛТ-31 с гнездом «логич. нуль»

нижней горизонтальной линейки. Правее гнезда в отверстии зажигается

светодиод включения режима.

17

3. Включить режим сдвига вправо. Для этого коммутационным про-

водом соединить гнездо «+» блока БЛТ-31 с гнездом «логич. нуль». Правее гнезда в отверстии зажигается светодиод включения режима.

4. Собрать узел формирования импульсов. Для этого:

гнездо «логич. нуль» коммутационным проводом соединить с одним из гнезд кнопки «кн» верхней горизонтальной линейки,

второе гнездо кнопки «кн» соединить коммутационным проводом с гнездом « » формирователя импульса блока БЛТ-31 с подавлением дребезга,

гнездо « » выхода формирователя импульса блока БЛТ-31 с подав-

лением дребезга соединить с гнездом регистра «вх. счет».

Схема соединений должна иметь вид рис. 15.

5. Продублировать индикацию состояний триггеров внешними по от-

ношению к блоку БЛТ-31сигнальными лампами на вертикальной панели справа. Для этого инверсные выходы триггеров регистра соединить с гнез-

дами ламп в соответствии с рис. 15. (Пункт 5 не обязателен.)

6. Сбросить регистр в нулевое состояние. Для этого кратковременно соединить гнездо «сброс» блока БЛТ-31с гнездом «логич. нуль» или на-

жать клавиш «сброс логич» (рис. 12). Убедиться, что все светодиоды внут-

ри прямоугольников триггеров блока погашены.

7. В режиме предварительной установки записать в регистр код 0001.

Для этого:

гнездо «разреш. зап» блока БЛТ-31 соединить с гнездом «логич. нуль»,

кратковременно соединить гнездо «1» «Тг0» с гнездом «логич. нуль»

(пунктир рис.15),

по свечению индикаторов проверить запись начального кода.

8. Кратковременно нажимать кнопку «кн» 3 – 7 раз, для каждого на-

жатия записывать в табл. 1 номер нажатия (синхроимпульса) и двоичный код в регистре. Выполнить анализ таблицы и сделать вывод.

18

Рис. 15. Мнемоническая схема соединений для проверки регистра в режиме

сдвига вправо

Таблица 1

Таблица состояний регистра сдвига вправо

За д а н и е 3. Проверка функционирования регистра сдвига влево

1.Выполнить пункты 1 – 2 задания 2.

19

2. Включить режим сдвига влево. Для этого коммутационным прово -

дом соединить гнездо «-» блока БЛТ-31 с гнездом «логич. нуль». Правее гнезда в отверстии зажигается светодиод включения режима.

3.Повторить пункты 4 – 6 задания 2.

7.В режиме предварительной установки записать в регистр код 1000.

Для этого:

гнездо «разреш. зап» блока БЛТ-31 соединить с гнездом «логич.

нуль»,

кратковременно соединить гнездо «1» «Тг3» с гнездом «логич. нуль»

(изменить пунктирное соединение рис.15),

по свечению индикаторов проверить запись начального кода.

8. Кратковременно нажимать кнопку «кн» 3 – 7 раз, для каждого на-

жатия записывать в табл. 2 номер нажатия (синхроимпульса) и двоичный код в регистре. Выполнить анализ таблицы и сделать вывод.

9. Составить временную диаграмму работы регистра по табл. 2

Таблица 2

Таблица состояний регистра сдвига влево

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

Обработка результатов проверки функционирования регистров сво-

дится к построению временных диаграмм по таблицам состояний регист-

ров, анализу работы регистров по таблицам и временным диаграммам и составлению электрических схем для заданий 1–3 по мнемоническим схе-

мам.

20

По результатам анализа сделать выводы.

СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА

Отчет должен содержать:

1.Название лабораторной работы.

2.Формулировку цели работы.

3.Технические характеристики используемых приборов и оборудования.

4.Электрическую схему для каждого задания.

5.Таблицы измерений и вычислений.

6.Сравнение полученных экспериментальных результатов с теоретичес-

кими значениями.

7. Выводы по результатам выполненной работы. (Выводы должны харак-

теризовать полученные результаты в соответствии с целью работы).

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Перечислить основные типы и режимы регистров.

2.Сформулировать определение регистра.

3.В чем отличие сдвигового регистра от счетчика?

4. На основе каких триггеров строятся регистры? В чем их особенности? 5. Чем определяется разрядность регистра?

6. Как связан максимальный двоичный код в регистре с числом триггеров? 7. Какой регистр называется реверсивным? Привести примеры микросхем реверсивных регистров (по справочнику).

8. Какой регистр называется универсальным? Привести примеры микро-

схем универсальных регистров (по справочнику).

9.Может ли четырехразрядный регистр хранить число 17?

10.Как выполняется наращивание разрядности регистра, если он выполня-

ется на микросхемах фиксированной разрядности?

21