- •Методические указания к выполнению лабораторных работ
- •Содержание
- •Введение
- •4. По каждой лабораторной работе составляется отчёт (один на бригаду), включающий в себя:
- •Описание лабораторного оборудования
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 1 изучение методов синтеза и анализа комбинационных схем
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 изучение принципов работы и использования дешифраторов и мультиплексоров
- •Описание используемых микросхем
- •Задание для подготовки к выполнению лабораторной работы
- •Порядок выполнения работы Примерно половина задания выполняется на стендах (например, исследование дешифратора и его применения), а вторая половина может выполняться на компьютере.
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 изучение принципов работы и использования триггеров
- •Описание используемых триггеров
- •Задание для подготовки к выполнению лабораторной работы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 изучение принципов работы и использования регистров
- •Описание используемых микросхем
- •Задание для подготовки к выполнению лабораторной работы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5 изучение принципов работы и использования счётчиков
- •Описание используемых микросхем
- •Задание для подготовки к выполнению лабораторной работы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 6 проектирование простейших цифровых устройств
ГОСУДАРСТВЕНЫЙ КОМИТЕТ
ПО ДЕЛАМ НАУКИ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Схемотехника
Методические указания к выполнению лабораторных работ
ПЕНЗА 2009
УДК 621.382:621.396.6
Изложена методика выполнения лабораторных работ, целью которых является знакомство с принципами работы основных узлов цифровой техники и выработка практических навыков инженерного проектирования и наладки устройств на микросхемах малой и средней интеграции. Методика рассчитана как на применение универсальных стендов-конструкторов, так и на компьютерное моделирование.
Методические указания подготовлены на кафедре “Вычислительная техника” и могут быть использованы для подготовки дипломированных специалистов по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника» и других направлений, в которых предусмотрено изучение схемотехники современных ЭВМ.
С о с т а в и т е л ь Л.А.Брякин
Содержание
Введение …………………………………………………………………..4
Описание лабораторного оборудования ………………………………..6
Лабораторная работа № 1. Изучение методов анализа и синтеза комбинационных схем. ……………………………………………………………….26
Лабораторная работа № 2. Изучение принципов работы и использования дешифраторов и мультиплексоров. ……………………………………….33
Лабораторная работа № 3. Изучение принципов работы и использования триггеров. ………………………………………………………………….40
Лабораторная работа № 4. Изучение принципов работы и использования регистров. …………………………………………………………………….50
Лабораторная работа № 5. Изучение принципов работы и использования счётчиков. …………………………………………………………………..58
Лабораторная работа № 6. Проектирование простейших цифровых устройств…………………………………………………………………............62
Список использованной литературы ………………………………………68
Приложение 1 . Таблица соответствия иностранных и отечественных микросхем. …………………………………………………………………………..69
Приложение 2. Одноразрядный полный сумматор. ………………………72
Введение
В данной работе изучаются принципы работы и применения микросхем малой и средней степени интеграции и их компьютерных моделей для реализации цифровых устройств и осуществляется студентами проектирование с использованием полученных знаний простейших цифровых устройств. В описании каждой лабораторной работы приводятся условные обозначения и описания работы отечественных микросхем и их иностранных аналогов или пригодных для решения поставленных задач иностранных микросхем. Таблица соответствия используемых в стендах отечественных микросхем и иностранных аналогов предложена в приложении 1. Первые пять лабораторных работ посвящены изучению конкретных микросхем и их возможных применений, а шестая работа предполагает разработку простейших цифровых устройств с моделированием их на компьютере.
Приведённый теоретический материал в данной работе может быть пропущен, если суть решаемых задач и способы их решения известны или понятны студенту.
Методические указания учитывают возможность выполнения лабораторных работ как на универсальных стендах – конструкторах с набором сменных модулей, каждый из которых содержит набор определённых микросхем, так и на использовании пятой версии «Electronics Workbench» [2]. Возможно применение и других программных продуктов моделирования цифровых схем. В методическом плане выполнение лабораторных работ на универсальных стендах с реальными цифровыми элементами, генераторами и осциллографами ближе к практике, но компьютерное моделирование позволяет анализировать работу сложных устройств, моделирование которых на стендах затруднено. Желательно первую лабораторную работу непременно выполнить с использованием стендов, шестую лабораторную работу можно выполнить только с использованием компьютерного моделирования, а степень применения стендов в других работах согласуется с преподавателем. В отчёте можно приводить схемы как с отечественными обозначениями элементов, так и приведённые в выбранной системе моделирования условные обозначения.
При проведении лабораторных работ следует руководствоваться следующими положениями:
1.Лабораторные занятия проводятся фронтально во всей группе. Объём задания определяет ведущий преподаватель.
2. К каждой лабораторной работе необходима самостоятельная подготовка, включающая:
а) изучение теоретического материала [1, 3, 4];
б) выполнение необходимых проектных работ: логический синтез схем, разработка принципиальной или функциональной схем устройств;
в) теоретический анализ разработанных схем, построение временных диаграмм, тестовых последовательностей, таблиц истинности.
3. В ходе выполнения лабораторной работы студенты должны собрать на универсальном стенде-конструкторе или компьютере спроектированную схему, настроить её и исследовать. Для этого контролируют временные диаграммы в характерных точках схемы, добиваясь их совпадения с ранее построенными теоретически диаграммами, или проверяют работоспособность с помощью таблиц истинности, перебирая все возможные комбинации входных двоичных переменных.