1 Лабораторная работа 1. Логические элементы 1 Цель работы
 Скачать 0.99 Mb.
|
|
3.4.2 Порядок выполнения рабочего задания Практическая часть этой лабораторной работы выполняется на плате EB-134 (рисунок 3.5), на котором размещены исследуемые нами дешифратор и мультиплексор.  Рисунок 3.5 К п.3.2.1.1. Вставьте съемную плату EB-134 в лабораторный стенд и выполните соединения, необходимые для исследования работы дешифратора (рисунок 3.6). Счетчик 1 здесь используется в качестве регистра хранения с параллельной загрузкой и применяется для подачи на дешифратор адресного кода (22 à A1, 21 à A0) и управляющего сигнала (20 à EN). Эти соединения выполнены внутренне на самой плате. Для наблюдения за уровнями выходных сигналов дешифратора используются светодиоды, размещенные на плате EB-132. Для этого плато EB-132 необходимо разместить рядом с основным стендом и объединить с ним по питанию.  Рисунок 3.6 Двоичное число, загружаемое в счетчик, устанавливается с помощью соответствующих переключателей и фиксируется сигналом  , подаваемого от переключателя Е.Изменяя содержимое счетчика, тем самым и уровни входных сигналов (адресный код и управляющий сигнал), составьте таблицу истинности дешифратора (таблица 3.4). Т а б л и ц а 3.4
К п.3.2.1.2. Выполните соединения, необходимые для исследования режимов работы мультиплексора (рисунок 3.7). Счетчик 1 здесь используется для подачи на мультиплексор адресного кода (22 à A1, 21 à A0). Эти соединения выполнены внутренне на самой плате. Для активизации выхода мультиплексора, его разрешающий вход (EN) должен быть подключен к “общему проводу”.  Рисунок 3.7 Изменяя при каждом варианте адресного кода уровни сигнала на информационных входах мультиплексора, запишите результаты наблюдения за уровнем его выходного сигнала в таблицу 3.5. Т а б л и ц а 3.5
К п.3.2.2.1. Исследуйте работу дешифратора 74138 по схеме на рисунке 3.8). Здесь для подачи адресного кода дешифратора использован счетчик. Ввиду того, что это является вспомогательным средством, впрямую не относящимся к теме исследования, был использован условный счетчик, а не конкретная микросхема. Часть схемы, составленная с помощью элементов XOR и NOT, представляет собой устройство, которое формирует одиночный импульс на каждое нажатие клавиши. Его рекомендуется объединить в виде подсхемы (например, под названием “Pulse”) для использования в дальнейших экспериментах.  Рисунок 3.8 К п.3.2.2.2. Исследуйте работу мультиплексора 74153 с помощью логического анализатора (рисунок 3.9). Здесь счетчик 1 используется для подачи информационных сигналов, а счетчик 2 – для адресных кодов и разрешающего сигнала. К пп. 3.2.2.3 и 3.2.2.4. Постройте схему одного из таблично заданных устройств (по предложенному преподавателем варианту из таблицы 3.6) на основе дешифратора 74138 и мультиплексора 74153. Проанализируйте их работу, дополнив схемы необходимыми для исследования элементами. Эти задания разрешается выполнить в качестве самостоятельной работы во внеаудиторное время. Для этого необходимо изучить иллюстративные примеры из п. 3.4.1. Разработанные схемы и результаты их проверки необходимо включить в отчет.  Рисунок 3.9 Т а б л и ц а 3.6
3.5 Вопросы 1. Объясните принципы работы дешифратора. 2. Создайте схему дешифратора на основе логических элементов с указанными преподавателем характеристиками. 3. Объясните режимы работы мультиплексора. 4. Создайте схему мультиплексора на основе логических элементов и дешифратора. 5. Объясните метод настройки УЛМ, когда число переменных реализуемой функции равно числу адресных входов мультиплексора. 6. Объясните методы настройки УЛМ, когда число переменных реализуемой функции больше числа адресных входов мультиплексора. 4 Лабораторная работа №4. Триггеры 4.1 Цель работы: - освоение принципов построения и режимов работы асинхронных триггеров; - освоение принципов построения и режимов работы синхронных триггеров со статическим управлением; - освоение режимов работы синхронных триггеров с динамическим управлением. 4.2 Рабочее задание 4.2.1 Исследования на стенде Degem Systems 4.2.1.1 Исследовать режимы работы асинхронных RS-триггеров на элементах NOR и NAND. 4.2.1.2 Исследовать режимы работы D-триггера. 4.2.1.3 Исследовать режимы работы JK-триггера. 4.2.2 Исследования в системе моделирования Electronics Workbench 4.2.2.1 Построить схему синхронного RS-триггера на элементах NAND и исследовать режимы его работы. 4.2.2.2 Проанализировать режимы работы D-триггера. 4.2.2.3 Проанализировать работу D-триггера в счетном режиме. 4.2.2.4 Проанализировать режимы работы JK-триггера. 4.3 Оборудование рабочего места: - лабораторный стенд PU-2000; - съемная плата EB-133; - соединительные провода и перемычки; - компьютер с загруженной программной средой Electronics Workbench. 4.4 Методические указания к выполнению работы 4.4.1. Краткие сведения из теории и практические рекомендации Триггеры являются устройствами, которые имеют два устойчивых состояния, и предназначенные для хранения одноразрядного двоичного числа. По принципу действия они подразделяются на асинхронные и синхронные. Синхронизация работы триггера может осуществляться уровнем или перепадом синхросигнала; соответственно различают триггеры со статическим и динамическим управлением. 4.4.2. Порядок выполнения рабочего задания К п.4.2.1.1. Установите плату EB-133 на лабораторный стенд и выполните соединения входов асинхронных RS-триггеров на элементах NOR и NAND к переключателям уровней входных сигналов (рисунок 4.1). Исследуйте режимы работы этих триггеров, изменяя уровни входных сигналов в той последовательности, как приведено в таблице 4.1.  Рисунок 4.1 Т а б л и ц а 4.1
Проанализировав полученные результаты, напишите соответствующие входным сигналам режимы работы исследованных триггеров и определите названия входов (R, S), отметив их в скобках, рядом с названиями переключателей. Режимы работы исследованных триггеров представьте в краткой табличной форме. К п.4.2.1.2. Выполните соединения, необходимые для исследования D-триггера (рисунок 4.2).  Рисунок 4.2 Устанавливая различные уровни на информационном входе D1 триггера с помощью переключателя А, изменяйте уровень сигнала на входе CLK. Обратите внимание на направление перепада сигнала на входе CLK, при котором происходит изменение состояния триггера, и отметьте его. Результаты наблюдения напишите в таблицу 4.2. Т а б л и ц а 4.2
Исследуйте влияние уровня сигнала на входах R и S на состояние триггера, с помощью соответствующих переключателей. К п.4.2.1.3. Выполните соединения, необходимые для исследования JK-триггера (рисунок 4.3).  Рисунок 4.3 Устанавливая различные наборы сигналов на входах A и B, изменяйте уровень сигнала на входе CLK. Обратите внимание на направление перепада сигнала на входе CLK, при котором происходит изменение состояния триггера, и отметьте его. Результаты наблюдения напишите в таблицу 4.3. Т а б л и ц а 4.3
Исследуйте влияние уровня сигнала на входе S на состояние триггера, с помощью соответствующего переключателя. Проанализировав полученные результаты, напишите соответствующие входным сигналам режимы работы триггера и определите названия входов (J, K), отметив их в скобках, рядом с названиями переключателей. К п.4.2.2.1. Постройте схему синхронного RS-триггера на элементах NAND (рисунок 4.4) и исследуйте режимы его работы. Результаты исследования напишите в таблицу 4.4.  Рисунок 4.4 Т а б л и ц а 4.4
К п.4.2.2.2. Исследуйте режимы работы одного из D-триггеров в микросхеме 7474 (рисунок 4.5) с помощью логического анализатора.  Рисунок 4.5 В начале анализа переключатели R и S должны быть установлены в единичное состояние. В процессе анализа быстрым двойным нажатием одного из клавиш, соответствующих этим переключателям, осуществите установку и очистку триггера. Полученный с помощью анализатора результат скопируйте в отчет. К п.4.2.2.3. Для того, чтобы использовать D-триггер в счетном режиме, его инверсный выход необходимо замкнуть на информационный вход (рисунок 4.6). Проанализируйте его работу и результат анализа скопируйте.  Рисунок 4.6 К п.4.2.2.4. Проанализируйте работу JK-триггера 7474 (рисунок 4.7) и результат анализа скопируйте.  Рисунок 4.7 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||