5-СхЗерт. 1 3 лабораториялы жмыс. Саба таырыбы Логиканы негізгі ымдары Саба масаты
 Скачать 1.88 Mb.
|
|
Сабақ тақырыбы: Дешифраторды зерттеу Сабақ мақсаты: 1. Дешифраторлардың жұмыс принциптерімен танысу 2. Дешифраторлардың жұмысына басқарушы сигналдардың тигізетін әсерін зерттеу 3. Дешифраторлардың негізінде функционалды модульдерді зерттеу және жүзеге асыру. Жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқау: Құралдар және элементтер Логикалық түрлендіргіш Сөз генераторы Вольтметр. Логикалық тексергіштер + 5в кернеуінің көзі Ырғақты күш генераторы Екі позициялық ауыстырып-қосқыш Демультиплексор «Логикалық бірлік» сигналының көзі 74138 микросызбасы - 3х8 дешифраторы Теориядан қысқаша мағлұматтар 1.Қиыстыру сызбалары Қиыстыру сызбасы дегеніміз- кіріс және шығыс сигнал мәндері арасындағы бірмәнді сәйкестікті жүзеге асыратын логикалық сызба. Қиыстыру сызбасын жүзеге асыру үшін интегралдық сызба түрінде берілетін логикалық элементтер қолданылады. Бұл топқа дешифратор, шифратор, мультиплексор, демультиплексоров, сумматорлардың интегралдық сызбалары кіреді. . Дешифраторлар. Д  ешифратор - n ақпараттық кірістерден және 2nшығыстардан тұратын логикалыққиыстыру сызбасы. Логикалық кіріс дәрежелерінің әр қиыстыруына 2n. шығыстарының ішіндегі дәрежелердің біреуі сәйкес келеді. Әдетте n=2,3-ке немесе 4-ке тең 13.1 суретте изображен cn=3 дешифраторы бейнеленген , мұнда белсенді дәреже логикалық нөл дәрежесі болып табылады. С, В, А кірістеріне логикалық дәрежелердің төмендегі қиыстыруларын беруге болады: 000, 001, 010 … 111, барлығы қиыстыру. Сызба біреуінде төменгі шама түрленетін, ал қалғандарында жоғары шама түрленетін 8 шығыстан тұрады. Белсенді (нөлдік) дәреже түрленетін осы жалғыз шығыс нөмірі N = С·22 + В·21 + А20 . формуласы бойынша С, В, А кіріс күйлерімен анықталатын N санына сәйкес келеді. Мысалы, егер кіріске 011 логикалық дәрежесінің қиыстырулары берілсе, (YО, Y1 ... Y7) микросызбасының сегіз шығысынан микросызба шығысында N=3 нөмірімен нөлдік сигнал дәрежесі(Y3=0) орнатылады, ал барлық қалған шығыстар логикалық бірлік дәрежесіне ие болады. Шығыс сигналын түрлендірудің бұл принципін төмендегіше сипаттауға болады.  Y 3 шығысындағы сигнал дәрежесі формуламен сипатталғаны көрініп тұр:  Осылайша дешифратордың әр шығысы үшін формула құруға болады.:  Дешифраторлар әдетте А, В, С ақпараттық кірістерінен басқа G басқаруының қосымша кірістерінен тұрады. Бұл кірістердегі сигналдар дешифратордың жұмыс істеуіне рұқсат береді немесе оны ақпараттық кірістердегі сигналдарға тәуелсіз барлық шығыста логикалық бірлік дәрежесі орнатылатын енжар күйге ауыстырады. Мәндері басқарушы кіріс күйімен анықталатын бірнеше рұқсат беруші функциялар бар деп айтуға болады. Дешифратордың рұқсат беруші кірісі тікелей немес инверсиялық болуы мүмкін. Тікелей рұқсат беруші кірісі бар дешифраторда логикалық бірлік дәрежесі белсенді дәреже болып табылады, инверсиялық рұқсат беруші кірісі бар дешифраторда логикалық нөлдік дәрежесі белсенді дәреже болып табылады. 13.1 суретте басқарудың бір инверсиялық кірісі бар дешифратор көрсетілген. Бұл дешифратордағы шығыс сигналының түрлену принципі басқару сигналының есебімен төмендегіше сипатталады:  Б  ірнеше басқарушы кірістері бар дешифраторда рұқсат беруші функция, ереже бойынша басқарудың барлық рұқсат беруші сигналдарының өндірілуін сипаттайды. Мысалы, 74138 дешифраторы үшін G1 басқаруының бір тікелей кірісі және G2A мен G2B-нің екі инверсиялық кірісімен ( 13.2 сурет), Yi мен G басқарушысының функциялары төмендегідей түрде болады:   Әдетте басқару кірістері дешифраторлардың разрядын үлкейту үшін немесе бірнеше сызбалардың параллель жұмыс істеген кезінде жалпы шығыс сызықтарына қолданылады. Дешифраторларды демультиплексор түрінде қолдану Дешифратор кіріс сигналын шығыс сигналдарының біреуіне жалғайтын логикалық коммутатор, яғни демультиплексор түрінде қолданылуы мүмкін. Мұндай жағдайда ақпараттық кіріс функциясын рұқсат беруші кірістердің біреуі орындайды, В және А рұқсат беруші кірістен сигнал беретін шығыс нөмірін береді. Тапсырмалар: Тәжірибе 1. 3х8 дешифраторының негізгі режимдегі жұмыс принципін зерттеу. 13_01-  тен 13.3 суретте бейнеленген сызбасы бар файлды ашыңыз. Сызбаны іске қосыңыз. G кірісіне логикалық бірлік дәрежесін беріңіз. Ол үшін G батырмасымен G кілтін жоғарғы күйге орнатыңыз. G = 1 болған жағдайда Y0 ... Y7 шығысындағы сигнал дәрежелерін анықтап, ақиқаттық кестесіне жазыңыз. ("Тәжірибе нәтижелері" бөліміндегі 13.1 кесте).G  кірісіне логикалық нөлдік дәренжесін беріңіз.( G кілтін төменгі күйге орнатыңыз) Дешифратордың жұмыс режиміне көшкеніне және шығыстардың біреуінде логикалық нөлдік дәрежесі орнатылғанына көз жеткізіңіз. Біраттас кілттер көмегімен А, В, С кірістеріне логикалық сигнал дәрежелерінің барлық мүмкін бере отырып және логикалық тексергіштер көмегімен сызба шығысындағы логикалық сигнал дәрежелерін анықтай отырып, G=O болғандағы дешифратордың ақиқаттық кестесін толтырыңыз. . ("Тәжірибе нәтижелері" бөліміндегі 13.1 кесте).Тәжірибе2._3х8_дешифраторының_2х4_режимдегі_жұмыс_принципін_зерттеу'>Тәжірибе2. 3х8 дешифраторының 2х4 режимдегі жұмыс принципін зерттеу а) 13.3 суреттегі сызбаға С кірісін с=0 бере отырып ортақ сымға (жерге) жалғаңыз (13.4 сурет). В и А кірістеріндегі сигнал дәрежелерін өзгерте отырып және логикалық тексергіш көмегімен сызба шығысындағы сигнал дәрежелерін анықтай отырып дешифратордың ақиқаттық кестесін толтырыңыз. ("Тәжірибе нәтижелері" бөліміндегі 13.2 кесте). Сигнал дәрежелері өзгермейтін шығыстарды көрсетіңіз. б) Тұжырым жасаңыз а) С= 1 болғанда, не үшін С кірісін логиклық бірлік көзіне жалғайсыз. Дешифратордың ақиқаттық кестесін толтырыңыз. ("Тәжірибе нәтижелері" бөліміндегі 13.3 кесте в) Тұжырым жасаңыз а) В кірісін (В=О) жерге қосыңыз және А және С кірістеріне логикалық дәрежелердің барлық мүмкін қиыстыруларын бере отырып ақиқаттық кестесін толтырыңыз. ("Тәжірибе нәтижелері" бөліміндегі 13.4 кесте). Логикалық сигнал дәрежесі өзгермейтін шығыстарды сол таблицаға көрсетіңіз Тәжірибе 3. . Дешифраторларды демультиплексор түрінде қолдану 1 3_02-ден 13.5 суретте бейнеленген сызбасы бар файлды ашыңыз. Сызбаны іске қосыңыз. Сөз генераторының қадамдық жұмыс режимінде С, В, А демультиплексор кірісіне 0 ден 7-ге дейінгі сандарға эквиивалентті сөздер беріңіз. Логикалық бірлік дәрежесін беріңіз. Логикалық тексергіштің көмегімен шығыстағы сигнал дәрежелерін анықтай отырып, қызмет ету кестесін толтырыңыз. ("Тәжірибе нәтижелері" бөліміндегі 13.4 кесте). G кірісінде өзгерген сигнал дешифратор шығысында кезек-кезек пайда болатынана көз жеткізіңіз. Тәжірибе4. Шығысында 3х8 дешифраторын логикалық сызбамен зерттеу. 1  3_03-ден 13.6 суретте бейнеленген сызбасы бар файлды ашыңыз. Сызбаны іске қосыңыз. Сөз генераторын қадамдық жұмыс режиміне орнатыңыз. Генератордан сызба кірісіне рет-ретімен сөз бере отырып және логикалық тексергіш көмегімен сызба шығысындағы логикалық сигналдардың дәрежесін анықтай отырып, шығыстағы сызбамен жүзеге асырылатын F функциясының ақиқаттық кестесін толтырыңыз. . ("Тәжірибе нәтижелері" бөліміндегі 13.6 кесте). Кесте бойынша функцияның талдау формуласын жазыңыз және алынған формуланы "Тәжірибе нәтижелері" бөліміне апарыңыз. Тәжірибе5. 74138 микросызбасын зерттеу. а). 13_04-ден 13.7 суретте бейнеленген сызбасы бар файлды ашыңыз. Сызбаны іске қосыңыз. Сөз генераторын қадамдық жұмыс режиміне орнатыңыз. С  әйкес кілттердің көмегімен G1=0, G2А= G 2В= 1 басқарушы кіріс күйлерін орнатыңыз.А, В, С кірістеріне сөз генераторынан сөз бере отырып және логикалық тексергіш көмегімен шығыс күйлерін анықтай отырып, 74138 дешифраторының жұмыс істеу кестесін толтырыңыз( "Тәжірибе нәтижелері" бөліміндегі 13.7 кесте)б) Бөлімше амалдарын қайталаңыз а) G1=G2A=1, G2B=0 болғанда 74138 дешифраторының жұмыс істеу кестесін толтырыңыз ("Тәжірибе нәтижелері" бөліміндегі 13.8 кесте) в) Бөлімше амалдарын қайталаңыз а) при G1=1, G2A=G2B=O. болғанда 74138 дешифраторының жұмыс істеу кестесін толтырыңыз ("Тәжірибе нәтижелері" бөліміндегі 13.8 кесте) Тәжірибе 6. 74138 микросызбасын логикалық талдағыш көмегімен зерттеу а  ). 13_05-ден 13.8 суретте бейнеленген сызбасы бар файлды ашыңыз. Сызбаны іске қосыңыз. Сөз генераторын қадамдық жұмыс режиміне орнатыңыз. Сәйкес кілттердің көмегімен G1=0, G2А= G 2В= 1 басқарушы кіріс күйлерін орнатыңыз. сөз генераторынан сөз бере отырып, логикалық талдағыш экранына дешифратор жұмысының уақытша диаграммасын алыңыз және оны "Тәжірибе нәтижелері" бөліміне салыңыз. Уақытша диаграммаларды 13.9. кестесімен салыстырыңызТапсырманың бағалануы:Осы лабораториялық жұмысты толық және қатесіз орындпғандар жалпы – 5 балмен бағаланады. Пайдалынған әдебиеттер: Н.В.Макарова, Е.Л.Рамин и др. Основы схемотехники: Сборник задач. Под. ред. Н.В.Макаровой.- М.: Финансы и статистика, 1997. Информатика и программирование на ЭВМ. Алматы: КазГАСА, 1996 С.Мюллер. Ремонт и модерниаци ПК. Москва Санкт-Петербург. Киев 2004г. В.С.Янпольский. Основы автоматики и вычислительной техники. Москва. «Просвещение» 1991 г. Гришкун В.В. Организация компьютеризированного обучения на базе иерархических структур данных. – Алматы, 1996. Акимов О.Е. Дискретная математика. – Комосмольск-на-Амуре, 1996. № 19- 21 лабораториялық жұмыс. Сабақ тақырыбы: Мультиплексорды зерттеу Сабақ мақсаты: Мультиплексордың жұмыс принципімен танысу Мультиплексордың негізінде функционалды модульдерді зерттеу және жүзеге асыру. Жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқау: Құралдар және элементтер Сөз генераторы Ырғақты күш генераторы Логикалық тексергіштер + 5в кернеуінің көзі Екі позициялық ауыстырып-қосқыш Мультиплексор «Логикалық бірлік» сигналының көзі 74138 микросызбасы - 3х8 дешифраторы Теориядан қысқаша мәліметтер 1. Мультиплексорлар. М  ультиплексор – берілген ақпараттық кірістердің біреуін шығысқа жалғайтын басқарушы ауыстырып-қосқышы бар, комбинациялық логикалық сызба. Жалғанған кіріс нөмірі басқарушы кірістегі қиыстырумен анықталған логикалық сигналдардың санына тең. Мультиплексор сызбалары ақпараттық және басқарушы кірістерден басқа, белсенді дәреже бергенде мультиплексор белсенді күйге ауысатын рұқсат беруші кірістерден тұрады. Рұқсат беруші кірісіне енжар дәреже бергенде мультиплексор шығыстағы сигнал ақпараттық және басқарушы сигналдарға тәуелсіз тұрақты мәнін сақтайтын енжар күйге түседі. Мультиплексордағы ақпараттық кірістердің саны 2,4,8-ге немесе 16-ға тең. .13.9 суретте G рұқсат беруші инверсиялық кірісі, Y тікелей және W (W =  ). инверсиялық шығысы бар 8х1 мультиплексор 8х1 бейнеленген2. Мультиплексор теңдеуі. 13.9 суретте көрсетілген мультиплексордың жұмыс істеуі, (Y) шығысындағы сигналды (G) рұқсат берушімен, (D0 ... D7) ақпараттық кірістермен және (А, В, С) басқарушы сигналдарымен байланыстыратын сипаттамалық теңдеумен сипатталады.  Теңдеуде көрсетілгендей, мультиплексорда мультиплексор кірісіне қандай сигналдар және қандай логикалық тұрақтылар беруге болатынын анықтайтын логикалық функцияларды жүзеге асыруға болады 3. Мультиплексор көмегімен берілген функцияны жүзеге асыру n айнымалысының логикалық функциясы 2n айнымалы мәндерінің комбинациялары үшін анықталған. Бұл n –басқарушы және 2n ақпарттық кірістері бар мультиплеусорда n айнымалыларының функцияларын жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Мұндай жағдайда әр комбинацияның аргументтерінің мәні функция мәні берілетін мультиплексордың жалғыз ақпараттық кірісіне сәйкес келеді. Мысалы:  функциясын орындау керек.Бұл функция айнымалы мәндерінің 8 комбинациясына ғана анықталған, сондықтан оны орынау үшін үш басқарушы кірісі бар 8х1 мультиплексорын пайдалануға болады. Функцияның ақиқаттық кестесін құрайық:
|