Національний університет “Львівська політехніка”
Інститут комп’ютерної техніки, автоматики та метрології
Кафедра “Електронні обчислювальні машини”
Методичні вказівки до практичних робіт з курсу “Комп’ютерна електроніка”
Львів – 2003
Методичні вказівки до практичних робіт складені у відповідності до освітньо-професійної програми Галузевого стандарту вищої освіти напряму 0915 “Комп’ютерна інженерія”.
Методичні вказівки до практичних робіт з “Комп’ютерної електроніки” складені доцентом Лавровим Геннадієм Миколайовичем та старшим викладачем Паньківим Русланом Степановичем.
___ травня 2003 року __________________
Методичні вказівки до практичних робіт обговорені та схвалені на засіданні кафедри електронних обчислювальних машин.
Протокол №__ від “___” _______ 2003 р.
Завідувач кафедри електронних
обчислювальних машин ___________________ проф., д.т.н. Мельник А.О.
Методичні вказівки до практичних робіт обговорені та схвалені на засіданні методичної комісії базового напряму 0915 “Комп’ютерна інженерія”.
Протокол №__ від ___ червня 2003 р.
Вступ
При всій різноманітності математичних операцій, що виконують сучасні комп’ютери, основу опису функціонування обчислювальних пристроїв становлять достаньо прості положення алгебри логіки, або булевої алгебри. В булевій алгебрі змінні та їх функції є бінарними, тобто вони можуть приймати тільки два значення — 0 та 1. Над змінними можуть виконуватися три основні операції: логічне додавання (кон’юнкція), логічне множення (диз’юнкція) та логічне заперечення (інвертування), що відповідає простим логічним функціям АБО, І та НІ. Для реалізації логічних функцій використовуються відповідні логічні схеми.
Логічні схеми працюють з сигналами напруги, рівні яких відповідають значенням бінарних операндів. При цьому, як правило, за значення логічної одиниці прийнятий високий, додатній потенціал, а за значення логічного нуля — низький, нульовий потенціал. Очевидно, що до складу логічних схем повинні входити елементи, що мають два стійких стани, один з яких відповідає одиниці, а інший — нулю. Цій вимозі задовільняють напівпровідникові діоди та транзистори (в дискретному або інтегральному виконанні), які найбільш часто використовуються в логічних схемах.
Виконання практичних робіт
Практичні роботи з курсу “Комп’ютерної електроніки” полягають в дослідження особливостей реалізації цифрових логічніх вузлів на різній елементній базі, а саме, на основі напівпровідникових діодів, біполярних та польових транзистрів. Кожен студент згідно власного варіанту отримує логічну функцію чотирьох змінних F(x4, x3, x2, x1), яка приймає одиничне значення на вказаних наборах. Номер варіанту — порядковий номер прізвища студента у списку групи, який веде керівник практичних робіт. Варіанти індивідуального завдання приведені у табл. 1.
Таблиця 1
№ варіанта
Одиничні набори (x4, x3, x2, x1),
Опір допоміжних резисторів R
1
0, 1, 2, B, F
1 кОм
2
1, 2, 3, E, F
1 кОм
3
2, 3, 4, C, D
1 кОм
4
3, 4, 5, A, B
1 кОм
5
4, 5, 6, A, E
1,5 кОм
6
5, 6, 7, B, F
1,5 кОм
7
6, 7, 8, A, B
1,5 кОм
8
7, 8, 9, B, F
1,5 кОм
9
0, 1, 2, E, F
2 кОм
10
1, 2, 3, B, F
2 кОм
11
2, 3, 4, C, E
2 кОм
12
3, 4, 5, B, F
2 кОм
13
4, 5, 6, A, B
2,5 кОм
14
5, 6, 7, E, C
2,5 кОм
15
6, 7, 8, A, C
2,5 кОм
16
7, 8, 9, E, F
2,5 кОм
Задану функцію F(x4, x3, x2, x1) необхідно мінімізувати, записати в аналітичному вигляді (формулі) та синтезувати на основі відповідної елементної бази. Синтезовану логічну схему задати та промоделювати в симуляторі цифрових і аналогових схем Electronics WorkBench 5.12. При моделюванні схеми, вважати, що напруги вхідних сигналів високого та низького рівнів відповідають напрузі живлення та заземлення — +5 В та 0 В.
За допомогою віртуального вольтметра визначити (виміряти) напругу вихідного сигналу, яка відповідає значенню заданої логічної функції F(x4, x3,...
