МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Сборник лабораторных работ

ПО СХЕМОТЕХНИКЕ

УЛЬЯНОВСК 2000

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА 3

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ НА СТЕНДЕ 8

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 9

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ СХЕМ 10

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ 11

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2 13

Исследование работы триггеров 18

Варианты заданий 29

Способы наращивания 38

Мультиплексоры как универсальные логические элементы 38

F=1, F=0, F=Х0, F=Х0. 38

Демультиплексоры и дешифраторы 39

Лабораторные задания 41

Сумматоры 42

Входы 42

Таблица заданий 45

Числа(десятичное) 45

Схема инвертирующего включения 46

Схема не инвертирующего включения 47

Лабораторные задания 50

Цель работы: 51

Краткие теоретические сведения. 51

Рис. 1. Инвертирующий сумматор 55

Рис. 2. Инвертирующий сумматор 56

Лабораторные задания 58

Контрольные вопросы: 59

Лабораторная работа №1 Изучение лабораторного стенда

и статических характеристик логических элементов

Цель работы:

• Ознакомиться с назначением и принципом действия лабораторного стенда.

• Ознакомиться с методами измерения статических и динамических характеристик логических элементов и исследовать их.

Содержание работы: Исследование статических и динамических характеристик логических элементов.

Описание лабораторного стенда

Лабораторная установка УМ-1 предназначена для изучения элементов потенциальной системы ТТЛ, реализации узлов простых устройств на элементах этой системы и изучения их работы. Лабораторная установка представляет собой небольшой стенд габаритами 570*312*146 мм. Питание установки осуществляется от сети переменного тока 220 В, 50 Гц. В установке имеется блок питания, вырабатывающий стабилизированное постоянное напряжение +55%. Установки выполнены на микросхемах серии 155.

Уровни логической “1” не менее +2,4 В “0” – не более 0,4 В. В установке содержится следующий набор элементов потенциальной системы:

1. Логические элементы типа И-НЕ:

• 2И – НЕ – 8 шт.

• 3И – НЕ – 6 шт.

• 4И – НЕ – 6 шт. (из них 2 шт. с повышенной нагрузочной способностью);

• 8И – НЕ – 1 шт.

2. Логические элементы типа И – ИЛИ – НЕ :

• 2 – 2И – 2ИЛИ – НЕ – 4 шт. (из них 2 шт. с возможностью расширения входной логики);

• 2 – 2 – 2 – 3И – 4ИЛИ – НЕ – 2 шт.

3. Функциональный расширитель “И” для расширения по “ИЛИ” – 4 шт.

4. Триггерные элементы:

• триггер типа JK – 4 шт.

• триггер типа D – 8 шт.

Входные и выходные контакты элементов выведены на лицевую панель. Сборка схемы осуществляется с помощью коммутационных проводов.

Для исследования элементов и узлов на установке имеются:

1. Генератор синхроимпульсов. Генератор вырабатывает парафазную серию сигналов с частотой 1 МГц и две парафазные сери импульсов (СИ1, СИ2) с частотой 500 кГц:

• СИ1 – основная серия,

• СИ2 – серия, задержанная относительно основной на полловину периода.

2. Генератор одиночных импульсов (ГОИ) – синхронизируемый. При каждом нажатии кнопки ПУСКгенератор вырабатывает один импульс отрицательной полярности и один импульс положительной полярности. Импульсы синхронизации подаются на гнездоСИНХРкоммутационным проводом.

3. Элемент задержки обеспечивает задержку полаваеамого на его вход сигнала дискретно от 0,1 до 1,0 мкс с интервалом 0,1 мкс, в зависимости от положения переключателя на панели установки. Полярность импульса на выходе элемента задержки совпадает с полярностью входного импульса.

4. Тумблерный регистр (8-ми разрядный) предназначен для задания парафазным кодом логических уровней 1 и 0.

Распределение потенциала на входных гнездах следующее:

• тумблер включен вверх – на верхнем гнезде пары напряжение +5В (через сопротивление 1 кОм), на нижнем гнезде – 0В;

• тумблер включен вниз – на верхнем гнезде пары – напряжение 0В, на нижнем +5В;

5. Лампочки индикации – 8 шт., которые могут подключаться к выходам любых элементов с помощью коммутационных проводов. Между каждым гнездом индикации у самой лампочки индикации включен специальный усилительный элемент. На лицевой панели установки эти усилительные элементы не показаны.

Для удобства сборки и наладки схем на лицевой панели установки имеются:

• гнезда корпус(обозначены);

• гнезда +5В;

• гнезда для подключения осциллографа .

Включение установки осуществляется с помощью тумблера Сеть. При включении загорается лампочка индикации включения.