Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Комп'ютерна інженерія
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2010
Тип роботи:
Методичні вказівки
Предмет:
Комп’ютерна схемотехніка
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти України
Національний університет “Львівська політехніка”
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до циклу лабораторних робіт з курсу
“КОМП’ЮТЕРНА СХЕМОТЕХНІКА”
(ЧАСТИНА II)
для підготовки студентів напрямку “Комп’ютерна інженерія”
Затверджено на засіданні кафедри
“Електронні обчислювальні машини”
Протокол № від 2010р.
Львів, 2010
УДК 681.3
Методичні вказівки до циклу лабораторних робіт з курсу “Комп’ютерна схемотехніка” (частина II) для підготовки студентів напрямку “Комп’ютерна інженерія” / Укл. Лавров Г.М., Хомич С.В. – Львів, 2010 – 55 с.
Збірник містить 7 лабораторних робіт. У збірник увійшли лабораторні роботи: “Дослідження мультиплексорів ІС ТТЛ (ТТЛШ)”, “Дослідження суматорів ІС ТТЛ (ТТЛШ)”, “Дослідження АЛП ІС ТТЛ (ТТЛШ)”, “Дослідження асинхронних лічильників ІС ТТЛ (ТТЛШ)”, “Дослідження синхронних лічильників ІС ТТЛ (ТТЛШ)”, “Дослідження регістрів ІС ТТЛ (ТТЛШ)”, “Дослідження ОЗП ІС ТТЛ (ТТЛШ)”.
Укладачі Лавров Г.М., канд. техн. наук, доц.
Хомич С.В., старший викладач.
Рецензенти Вітер Ю.С., канд. техн. наук, доц.
Відповідальний за випуск
Зміст
Лабораторна робота № 8 Дослідження асинхронних лічильників ІС ТТЛ (ТТЛШ). 4
Лабораторна робота № 9 Дослідження синхронних лічильників ІС ТТЛ (ТТЛШ). 11
Лабораторна робота №10 Дослідження мультиплексорів ІС ТТЛ (ТТЛШ). 21
Лабораторна робота № 11 Дослідження суматорів ІС ТТЛ (ТТЛШ). 27
Лабораторна робота № 12 Дослідження АЛП ІС ТТЛ (ТТЛШ). 33
Лабораторна робота № 13 Дослідження регістрів ІС ТТЛ (ТТЛШ). 41
Лабораторна робота № 14 Дослідження ОЗП ІС ТТЛ (ТТЛШ). 49
Література 56
Лабораторна робота № 8 Дослідження асинхронних лічильників ІС ТТЛ (ТТЛШ).
Мета роботи: вивчення та практичне дослідження асинхронних лічильників інтегральних мікросхем ТТЛ (ТТЛШ), контролювання їх роботи за допомогою стенда та осцилографа.
Вимоги до підготовки студентів.
Перед початком виконання лабораторної роботи студент повинен знати:
роботу стенду;
принципи роботи мікросхем, що досліджуються, та їх основні параметри;
монтажні схеми включення мікросхем, що досліджуються.
Студент допускається до лабораторної роботи тільки за умови виконання ним усіх вище перелічених вимог та відповідного оформлення звіту.
Загальні відомості.
Лічильником називають послідовнісний цифровий пристрій, призначений для підрахунку та запам’ятовування числа імпульсів, поданих на його лічильний вхід.
В асинхронних лічильниках відсутня загальна для всіх розрядів синхронізація і перехід в нові стани відбувається послідовно розряд за розрядом, починаючи з вхідного, на який надходять лічильні імпульси. Таким чином асинхронний (послідовний) лічильник можна виконати у вигляді послідовності тригерів, включених в лічильному режимі, для кожного з яких лічильний імпульс формується тригером сусіднього молодшого розряду. Основна перевага асинхронних лічильників - це мінімальні витрати мікросхем і мінімум електричних зв’язків, що спрощує трасування ліній зв’язку та підвищує завадостійкість, основні недоліки – це низька швидкодія та наявність хибних станів на виході за рахунок неодночасного переключення тригерів лічильника.
До ІС ТТЛ (ТТЛШ) асинхронних лічильників відносяться мікросхеми ИЕ2, ИЕ4 та ИЕ5. На рис.11.1 наведено їх умовні графічні позначення.
Рис.11.1.Умовні графічні позначення асинхронних лічильників ТТЛ (ТТЛШ).
Мікросхема ИЕ2 – це 4-розрядний десятковий асинхронний лічильник- подільник на 2, на 5 і на 10, який працює в коді 8421. Його принципова схема наведена на рис.11.2. Перший тригер лічильника може працювати самостійно. Він служить подільником вхідної частоти на 2. Тактовий вхід цього подільника – C0 (вивід 14), а вихід – Q0 (вивід 12). Решта три тригера утворюють подільник на 5. Тактовий вхід при цьому – C1 (вивід 1). Обидва тактових входи спрацьовують по від’ємному перепаду тактових імпульсів.
Лічильник має два входи R0 для скидання (виводи 2 і 3) і два входи R9 для завантаження в лічильник двійкового коду 1001, що відповідає десятковій цифрі 9.
Рис.11.2. Принципова схема лічильника типу К155ИЕ2.
Оскільки лічильник ИЕ2 асинхронний, стани на його виходах Q0..Q3 не можуть змінюватись одночасно. Якщо після даного лічильника вихідній код необхідно дешифрувати, то дешифратор потрібно стробувати на час цієї операції. В протилежному випадку в зв’язку з неодночасністю переключення вихідних рівнів чотирьох тригерів можуть дешифруватись імпульсні завади (ефект змагань).
Для того, щоби отримати на виходах лічильника двійково-десятковий код з вагою двійкових розрядів 8421, необхідно з’єднати вихід Q0 і вхід C1 (виводи 12 і 1). Вхідна послідовність подається на тактовий вхід C0 (вивід 14). Схема включення лічильника в цьому режимі наведена на рис.11.3(а), а часові діаграми роботи – на рис.11.3(б).
Симетричний лічильник-подільник вхідної частоти на 10 (bi-quinary – дві п’ятірки, або код 5421) утвориться, якщо з’єднати вихід Q3 (вивід 11) з входом C0 (вивід 14). Вхідна послідовність подається на тактовий вхід C1 (вивід 1). Вихідна послідовність при рахуванні двома п’ятірками має вигляд симетричного меандру із зменшеною в 10 разів частотою імпульсів, які подаються на вхід С1. Схема включення лічильника в цьому режимі наведена на рис.11.4(а), а часові діаграми роботи – на рис.11.4(б).
Рис.11.3. Включення лічильника ИЕ2 в режимі двійково-десяткового подільника на 10.
Рис.11.4. Включення лічильника ИЕ2 в режимі симетричного подільника на 10.
Для ділення частоти на 2 використовується тактовий вхід C0 (вивід 14) і вихід Q0 (вивід 12). Для ділення частоти на 5 вхідна імпульсна послідовність подається на тактовий вхід C1 (вивід 1), а вихідний сигнал знімається з виходу Q3 (вивід 11). Наявність входів скидання, об’єднаних по схемі І, дозволяє будувати подільники частоти з різними коефіцієнтами перерахунку в межах 2..9 без використання додаткових логічних елементів.
В табл.11.1 зведені режими роботи лічильника типу К155ИЕ2.
Таблиця 11.1.
Входи керування
Режими виходів
R0 (2)
R0 (3)
R9 (6)
R9 (7)
Q3
Q2
Q1
Q0
1
1
0
x
0
0
0
0
1
1
x
0
0
0
0
0
0
x
1
1
1
0
0
1
x
0
1
1
1
0
0
1
0
x
0
x
Рахування
x
0
x
0
Рахування
0
x
x
0
Рахування
x
0
0
x
Рахування
Мікросхема ИЕ4 – це 4-розрядний двійковий асинхронний лічильник-подільник на 2, на 6 і на 12, який працює в коді 6421. Його принципова схема наведена на рис.11.5. Лічильник ИЕ4 складається з двох незалежних подільників, як і мікросхема ИЕ2. Якщо тактова послідовність з частотою f подана на вхід C0 (вивід 14), на виході Q0 (вивід 12) отримаємо меандр з частотою f/2. Послідовність з частотою f на тактовому вході C1 (вивід 1) запускає подільник на 6, і меандр з частотою f/6 з’являється на виході Q3 (вивід 8). При цьому на виходах Q1 і Q2 (виводи 11 і 9) присутні сигнали з частотою f/3. Обидва тактових входи спрацьовують по від’ємному перепаду тактових імпульсів. Входи R0 (виводи 6 і 7) використовуються для скидання лічильника в 0.
Рис.11.5. Принципова схема лічильника типу К155ИЕ4.
Для того, щоби побудувати лічильник з коефіцієнтом перерахунку 12, необхідно об’єднати подільники на 2 і на 6, з’єднавши вихід Q0 з входом C1 (виводи 12 і 1 відповідно). На вхід C0 подається вхідна частота f, а на виході отримується послідовність симетричних прямокутних імпульсів з частотою f/12.
Схема включення лічильника типу К155ИЕ4 в режимі двійкового подільника на 12 наведена на рис.11.6(а), а часові діаграми роботи – на рис.11.6(б).
В табл.11.2 зведені режими роботи лічильника типу К155ИЕ4.
Таблиця 11.2.
Входи керування
Режими виходів
R0 (6)
R0 (7)
Q3
Q2
Q1
Q0
1
1
0
0
0
0
0
x
Рахування
x
0
Рахування
Рис.11.6. Включення лічильника ИЕ4 в режимі двійкового подільника на 12.
Мікросхема ИЕ5 – це 4-розрядний двійковий асинхронний лічильник-подільник на 2, на 8 і на 16, який працює в коді 8421. Його принципова схема наведена на рис.11.7. Лічильник ИЕ5 має дві частини: подільник на 2 (тактовий вхід C0 (вивід 14), вихід Q0 (вивід 12)) і подільник на 8 (тактовий вхід C1 (вивід 1), виходи Q1..Q3 (виводи 11, 9, 8)). Обидва тактових входи спрацьовують по від’ємному перепаду тактових імпульсів. Входи R0 (виводи 6 і 7) використовуються для скидання лічильника в 0.
Рис.11.7. Принципова схема лічильника типу К155ИЕ5.
Якщо мікросхема ИЕ5 використовується як лічильник-подільник на 16, необхідно з’єднати вихід Q0 і вхід C1 (виводи 12 і 1 відповідно). Схема включення лічильника ИЕ5 в режимі двійкового подільника на 16 наведена на рис.11.8(а), а часові діаграми роботи – на рис.11.8(б).
В табл.11.3 зведені режими роботи лічильника ИЕ5.
Таблиця 11.3.
Входи керування
Режими виходів
R0 (6)
R0 (7)
Q3
Q2
Q1
Q0
1
1
0
0
0
0
0
x
рахування
x
0
рахування
Рис.11.8. Включення лічильника ИЕ5 в режимі двійкового подільника на 16.
В табл.11.4 наведено характеристики мікросхем асинхронних лічильників серій ТТЛ і ТТЛШ – середня споживана потужність (Pсер) та середня затримка (tсер).
Таблиця 11.4.
Позн.
К155
К555
ІС
Pсер, мВт
tсер,
нс
Pсер, мВт
tсер, нс
ИЕ2
265
100
45
50
ИЕ4
255
100
-
-
ИЕ5
265
135
45
70
В лабораторній роботі досліджується мікросхема лічильника К155ИЕ2.
Рис.11.9. Монтажна схема включення лічильника типу К155ИЕ2 на лабораторному стенді.
На рис.11.9 наведено монтажну схему включення лічильника К155ИЕ2. На вхід С0 лічильника подаються імпульси частотою 8 kHz. Цей вхід, а також виходи лічильника підключені до 8-канального комутатора. Наведена схема включення ИЕ2 та часові діаграми на рис.11.10 відповідають режиму подільника частоти на 9.
Рис.11.10. Часові діаграми вхідних і вихідних сигналів лічильника типу К155ИЕ2.
Порядок виконання лабораторної роботи.
Увімкнути живлення осцилографа та стенда.
Скласти на стенді схему включення лічильника типу К155ИЕ2 в якості подільника на 10 згідно рис.11.3(а).
Спостерігати на екрані осцилографа часові діаграми роботи лічильника типу К155ИЕ2, порівняти їх з діаграмами в зошиті (рис.11.3(б)).
Скласти на стенді монтажну схему включення лічильника типу К155ИЕ2 з коефіцієнтом перерахунку згідно індивідуального завдання (див. рис.11.9).
Спостерігати на екрані осцилографа часові діаграми роботи лічильника типу К155ИЕ2, порівняти їх з діаграмами в зошиті (підготовленими на основі рис.11.10).
Вимкнути живлення осцилографа і стенда.
Зміст звіту.
Умовні графічні позначення досліджуваних мікросхем та їх основні технічні характеристики.
Принципова схема лічильника типу К155ИЕ2.
Монтажні схеми включення лічильника типу К155ИЕ2 на лабораторному стенді в якості подільника частоти на 10 та згідно індивідуального завдання.
Часові діаграми роботи лічильника типу К155ИЕ2 в якості подільника частоти на 10 та згідно індивідуального завдання.
Висновки.
Контрольні питання.
Принципи побудови асинхронних лічильників та області їх застосування.
Принцип дії лічильника типу К155ИЕ2.
Робота стенду.
Лабораторна робота № 9 Дослідження синхронних лічильників ІС ТТЛ (ТТЛШ).
Мета роботи: вивчення та практичне дослідження синхронних лічильників інтегральних мікросхем ТТЛ (ТТЛШ), контролювання їх роботи за допомогою стенда та осцилографа.
Вимоги до підготовки студентів.
Перед початком виконання лабораторної роботи студент повинен знати:
роботу стенду;
принципи роботи мікросхем, що досліджуються, та їх основні параметри;
монтажні схеми включення мікросхем, що досліджуються.
Студент допускається до лабораторної роботи тільки за умови виконання ним усіх вище перелічених вимог та відповідного оформлення звіту.
Загальні відомості.
Лічильником називають послідовнісний цифровий пристрій, призначений для підрахунку та запам’ятовування числа імпульсів, поданих на його лічильний вхід.
До синхронних (паралельних) лічильників відносяться лічильникі, в яких переключення розрядів відбувається одночасно, незалежно від віддаленості розряду від лічильного входу. Це досягається подаванням на всі тригери синхронізуючих імпульсів, які додатнім або від’ємним перепадом викликають переключення тригерів у відповідності із логікою роботи лічильника. Завдяки такій синхронізації досягається мінімальний час встановлення лічильника, який не перевищує час встановлення одного тригера, чим забезпечується максимальна частота зміни станів лічильника.
На рис.12.1 наведено умовні графічні позначення основних синхронних лічильників ІС ТТЛ і ТТЛШ. Всі вони працюють в коді 8421.
Рис.12.1. Умовні графічні позначення синхронних лічильників ІС ТТЛ (ТТЛШ).
Мікросхема ИЕ6 – це 4-розрядний десятковий синхронний реверсивний лічильник. Входи +1 і -1 використовуються для подавання тактових імпульсів: +1 – при прямому рахуванні, -1 – при зворотньому. Вхід R використовується для скидання лічильника в 0, а вхід – для попереднього запису в лічильник інформації, що надходить з входів D0, D1, D2 і D3.
Скидання лічильника в 0 відбувається при подаванні лог.1 на вхід R, при цьому на вході повинна бути лог.1. Для попереднього запису в лічильник довільного числа від 0 до 9 це число потрібно подати на входи D0..D3 (D0 – молодший розряд, D3 – старший розряд), при цьому на вході R повинен бути лог.0, і подати імпульс від’ємної полярності на вхід . Режим попереднього завантаження можна використовувати для побудови подільників частоти із іншими коефіцієнтами перерахунку (менше 10).
Рис.12.2. Включення лічильника ИЕ6 в режимах прямого (а) та зворотнього (б) рахування.
Пряме рахування здійснюється при подаванні тактовіх імпульсів на вхід +1, при цьому на входах -1 та повинні бути лог.1, а на вході R – лог.0. Переключення тригерів лічильника відбувається по додатніх фронтах вхідних імпульсів, одночасно з кожним десятим вхідним імпульсом на виході формується від’ємний вихідний імпульс переповнення, який може подаватись на вхід +1 наступної мікросхеми багаторозрядного лічильника. Рівні на виходах Q0(1), Q1(2), Q2(4) і Q3(8) лічильника відповідають стану лічильника в даний момент (в двійковому коді). При зворотньому рахуванні вхідні імпульси подаються на вхід -1, вихідні імпульси знімаються з виходу . На рис.12.2(а) наведено схему включення лічильника ИЕ6 в режимі прямого рахування та часові діаграми, що відповідають цьому режиму, а на рис.12.2(б) – схема та часові діаграми, що відповідають режиму зворотнього рахування.
В табл.12.1 зведені режими роботи лічильника ИЕ6.
Таблиця 12.1.
Режими
Входи
Виходи
R
+1
-1
D3
D2
D1
D0
Q3
Q2
Q1
Q0
Скидання
1
1
x
x
x
x
x
x
0
0
0
0
1
1
Паралельне
0
0
x
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
завантаження
0
0
x
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
x
1
x
x
1
Qn = Dn
0
1
0
0
1
x
1
x
x
1
Qn = Dn
1
1
Пряме рахування
0
1
(
1
x
x
x
x
пряме рахування
1
1
Зворотнє рахування
0
1
1
(
x
x
x
x
зворотнє рахування
1
1
Мікросхема ИЕ7 – це 4-розрядний двійковий синхронний реверсивний лічильник. Його побудова, принцип дії, а також призначення виводів аналогічні лічильнику ИЕ6 за виключенням того, що максимальний коефіцієнт перерахунку ИЕ7 складає 16.
На рис.12.3(а) наведено схему включення лічильника ИЕ7 в режимі прямого рахування та часові діаграми, що відповідають цьому режиму, а на рис.12.3(б) – схема та часові даграми, що відповідають режиму зворотнього рахування.
В табл.12.2 зведені режими роботи лічильника ИЕ7.
Таблиця 12.2.
Режими
Входи
Виходи
R
+1
-1
D3
D2
D1
D0
Q3
Q2
Q1
Q0
Скидання
1
1
x
x
x
x
x
x
0
0
0
0
1
1
Паралельне
0
0
x
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
завантаження
0
0
x
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
x
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
0
1
x
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Пряме рахування
0
1
(
1
x
x
x
x
пряме рахування
1
1
Зворотнє рахування
0
1
1
(
x
x
x
x
зворотнє рахування
1
1
Рис.12.3. Включення лічильника ИЕ7 в режимах прямого (а) та зворотнього (б) рахування.
Мікросхема ИЕ9 – це 4-розрядний десятковий синхронний лічильник з можливістю паралельного завантаження інформації по додатньому фронту тактового імпульса. Подавання лог.0 на вхід , незалежно від станів інших входів приводить до скидання тригерів мікросхеми в 0. Для забезпечення режиму рахування на вхід необхідно подати лог.1, крім того лог.1 повинна бути присутня на вході дозволу паралельного завантаження , дозволу рахування EC та дозволу видачі сигналу переносу EP. Зміна станів тригерів лічильника при рахуванні відбувається по додатньому фронту тактових імпульсів, що подаються на вхід C.
При подаванні лог.0 на вхід мікросхема переходить в режим паралельного завантаження інформації з входів D0..D3. Запис відбувається по додатньому фронту тактових імпульсів, що подаються на вхід C. При паралельному завантаженні на вході повинна бути присутня лог.1, сигнали на входах EC і EP довільні.
На виході переносу P лог.1 з’являється тоді, коли лічильник знаходиться в стані 9, і на вході EP присутня лог.1, в інших випадках на виході P лог.0. Подавання лог.0 на вхід EP забороняє видачу лог.1 на виході P і рахування імпульсів. Подавання лог.0 на вхід EC забороняє рахування, але не забороняє видачу сигналу переносу.
На рис.12.4 наведено схему включення лічильника ИЕ9 в режимі рахування та часові діаграми, що ілюструють його роботу.
Рис.12.4. Включення лічильника ИЕ9 в режимі рахування.
В табл.12.3 зведені режими роботи лічильника ИЕ9.
Таблиця 12.3.
Режими
Входи
Виходи
C
EC
EP
Dn
Qn
P
Скидання
0
x
x
x
x
x
0
0
Паралельне
1
(
x
x
0
0
0
0
Завантаження
1
(
x
x
0
1
1
P
Рахування
1
(
1
1
1
x
рахування
P
Збереження
1
x
0
x
1
x
Qn-1
P
1
x
x
0
1
x
Qn-1
P
Мікросхема ИЕ10 за своїм функціонуванням аналогічна мікросхемі ИЕ9 і відрізняється від неї лише тим, що рахування відбувається в двійковому коді, і її коефіцієнт перерахунку рівний 16.
На рис.12.5 наведено схему включення лічильника ИЕ10 в режимі рахування та часові діаграми, що ілюструють його роботу.
Таблиця режимів ИЕ10 співпадає з таблицею режимів лічильника ИЕ9.
Рис.12.5. Включення лічильника ИЕ10 в режимі рахування.
Мікросхема ИЕ11 – це 4-розрядний десятковий синхронний лічильник. Логіка його роботи відповідає логіці роботи лічильника ИЕ9. Від ИЕ9 він відрізняється лише тим, що вхід скидання в 0 цього лічильника синхронний, тобто лічильник скидається в 0 при лог.0 на вході по додатньому фронту тактового імпульса на вході C. Отже, усі зміни станів тригерів лічильника відбуваються по додатньму фронту тактового імпульса на вході C.
В табл.12.4 зведені режими роботи лічильника ИЕ11.
Таблиця 12.4.
Режими
Входи
Виходи
C
EC
EP
Dn
Qn
P
Скидання
0
(
x
x
x
x
0
0
Паралельне
1
(
x
x
0
0
0
0
завантаження
1
(
x
x
0
1
1
P
Рахування
1
(
1
1
1
x
рахування
P
Збереження
1
x
0
x
1
x
Qn-1
P
1
x
x
0
1
x
Qn-1
P
Мікросхема ИЕ18 за своїм функціонуванням аналогічна мікросхемі ИЕ11 і відрізняється від неї лише тим, що рахування відбувається в двійковому коді і її коефіцієнт перерахунку рівний 16.
Таблиця режимів ИЕ18 співпадає з таблицею режимів лічильника ИЕ11.
В табл.12.5 наведено характеристики мікросхем синхронних лічильників різних серій ТТЛ (ТТЛШ) – середня споживана потужність (Pсер) та середня затримка (tсер).
Таблиця 12.5.
Позн.
К155
К555
КР1533
КР531
ІС
Pсер, мВт
tсер, нс
Pсер, мВт
tсер, нс
Pсер, мВт
tсер, нс
Pсер, мВт
tсер, нс
ИЕ6
510
30
170
44
110
23
-
-
ИЕ7
510
30
170
44
110
23
-
-
ИЕ9
505
25
176
31
105
21
635
15
ИЕ10
-
-
176
35
105
21
635
15
ИЕ11
-
-
-
-
105
20
800
20
ИЕ18
-
-
176
35
105
20
800
20
В лабораторній роботі досліджується мікросхема лічильника типу К155ИЕ7. На рис.12.6 наведено його принципову схему.
Рис.12.6. Принципова схема лічильника ИЕ7.
Як зазначалося вище, наявність можливості попереднього завантаження лічильника дозволяє досить легко будувати на його основі подільники частоти з довільним коефіцієнтом перерахунку. При побудові такого подільника частоти на основі мікросхеми ИЕ7 необхідно на входи даних лічильника D0..D3 подати відповідну 4-розрядну константу, а вхід підключити до виходу (при прямому рахуванні) або до (при зворотньому рахуванні). Вхідні тактові імпульси подаються відповідно на вхід +1 або -1.
Якщо лічильник працює в режимі прямого рахування, то при досягненні на його виходах Qn значення 15 на виході з’являється лог.0, який записує в тригери мікросхеми значення поданої константи, і наступна зміна стану лічильника по додатньому фронту тактового імпульса відбувається вже відносно нового його значення. Якщо ж лічильник працює в режимі зворотнього рахування, то запис константи відбувається при досягненні лічильником значення 0 по сигналу на виході .
Константа ND, що подається на входи даних лічильника, визначається за наступними співвідношеннями:
ND = 15 – K
при прямому рахуванні, або
ND = K
при зворотньому рахуванні. K – це коефіцієнт перехунку подільника, який необхідно отримати.
На рис.12.7 і 12.9 наведено різні варіанти монтажної схеми, де в якості прикладу побудований подільник частоти з коефіцієнтом перерахунку, рівним 15 в режимах прямого та зворотнього рахування відповідно. При цьому на входи даних лічильника в першому випадку подається константа 0, а в другому – константа 15. На рис.12.8 і 12.10 наведено часові діаграми роботи схеми для кожного з варіантів побудови відповідно.
Рис.12.7. Монтажна схема включення лічильника типу К155ИЕ7 на лабораторному стенді (режим прямого рахування).
Рис.12.8. Часові діаграми вхідних та вихідних сигналів лічильника типу К155ИЕ7, включеного згідно рис.12.7.
Рис.12.9. Монтажна схема включення лічильника типу К155ИЕ7 на лабораторному стенді (режим зворотнього рахування).
Рис.12.10. Часові діаграми вхідних та вихідних сигналів лічильника типу К155ИЕ7, включеного згідно рис.12.9.
Порядок виконання лабораторної роботи.
Увімкнути живлення осцилографа та стенда.
Скласти на стенді монтажну схему включення лічильника типу К155ИЕ7 в якості подільника на 16 в режимі прямого рахування згідно рис.12.2(а).
Спостерігати на екрані осцилографа часові діаграми вхідних та вихідних сигналів роботи лічильника типу К155ИЕ7 в якості подільника на 16 в режимі прямого рахування, порівняти їх з діаграмами в зошиті (рис.12.2(а)).
Скласти на стенді монтажну схему включення лічильника типу К155ИЕ7 в якості подільника на 16 в режимі зворотнього рахування згідно рис.12.2(б).
Спостерігати на екрані осцилографа часові діаграми роботи лічильника типу К155ИЕ7 в якості подільника на 16 в режимі зворотнього рахування, порівняти їх з діаграмами в зошиті (рис.12.2(б)).
Скласти на стенді монтажну схему включення лічильника типу К155ИЕ7 з коефіцієнтом перерахунку згідно індивідуального завдання (див. рис.12.7 і 12.9).
Спостерігати на екрані осцилографа часові діаграми роботи лічильника типу К155ИЕ7, порівняти їх з діаграмами в зошиті (підготовленими на основі рис.12.8 або 12.10).
Вимкнути живлення осцилографа і стенда.
Зміст звіту.
Умовні графічні позначення досліджуваних мікросхем та їх основні технічні характеристики.
Принципова схема лічильника типу К155ИЕ7.
Монтажні схеми включення лічильника типу К155ИЕ7 на лабораторному стенді в якості подільника на 16 в режимах прямого та зворотнього рахування та згідно індивідуального завдання.
Часові діаграми роботи лічильника типу К155ИЕ7 в якості подільника на 16 в режимах прямого та зворотнього рахування та згідно індивідуального завдання.
Висновки.
Контрольні питання.
Принципи побудови синхронних лічильників та області їх застосування.
Принцип дії лічильника типу К155ИЕ7.
Робота стенду.
Лабораторна робота №10 Дослідження мультиплексорів ІС ТТЛ (ТТЛШ).
Мета роботи: вивчення та практичне дослідження інтегральних мікросхем ТТЛ (ТТЛШ) групи мультиплексорів, контролювання їх роботи за допомогою стенда та осцилографа.
Вимоги до підготовки студентів.
Перед початком виконання лабораторної роботи студент повинен знати:
роботу стенду;
принципи роботи мікросхем, що досліджуються, та їх основні параметри;
монтажні схеми включення мікросхем, що досліджуються.
Студент допускається до лабораторної роботи тільки за умови виконання ним усіх вище перелічених вимог та відповідного оформлення звіту.
Загальні відомості.
Мультиплексори – це цифрові багатопозиційні перемикачі (або комутатори). Вони забезпечують комутацію на виході одного з декількох інформаційних вхідних сигналів у відповідності із заданим кодом на керуючих входах.
На рис.8.1 наведено умовне графічне зображення 4-входового мультиплексора та його принципова схема:
Рис.8.1. 4-входовий мультиплексор.
Схема мультиплексора має чотири входи даних D0..D3, два адресних входи A0, A1, вхід стробування та вихід Y. В залежності від комбінації керуючих сигналів на адресних входах і при наявності сигналу стробування (=0) мультиплексор забезпечує комутацію одного з входів даних на вихід. При =1 на виході мультиплексора утримується постійний рівень лог.0. Логічний вираз, що визначає функціонування цього мультиплексора, має вигляд:
.
На рис.8.2 наведено умовні графічні позначення деяких мультиплексорів на ІС ТТЛ (ТТЛШ).
Рис.8.2.Умовні графічні позначення мультиплексорів ІС ТТЛ (ТТЛШ).
Мультиплексор КП1 має чотири адресних входи A0..A3, 16 інформаційних входів D0..D15 і вхід стробування . Вихід у цієї мікросхеми інверсний. Якщо на вході стробування присутня лог.1, на виході – лог.1 незалежно від сигналів на інших входах. Якщо на вході стробування лог.0, сигнал на виході дорівнює інвертованому значенню сигналу на комутованому вході, що відповідає поданим адресним сигналам.
Мікросхема КП2 містить два мультиплексора на чотири інформаційних входи D0..D3 з окремими входами стробування, об’єднаними адресними входами і прямими виходами.
Мультиплексор КП5 має три адресних входи A0..A2 та вісім інформаційних входів D0..D7. Вихід мікросхеми інверсний.
Мультиплексор КП7 крім трьох адресних та восьми інформаційних входів, як в мікросхемі КП5, має ще вхід стробування . Цей мультиплексор має два виходи – прямий та інверсний.
В табл.8.1 наведено два параметри мікросхем мультиплексорів різних серій ТТЛ (ТТЛШ) – середня споживана потужність (Pсер) та середня затримка (tсер).
Таблиця 8.1.
Позн.
К155
К555
КР1533
КР531
ІС
Pсер, мВт
tсер, нс
Pсер, мВт
tсер, нс
Pсер, мВт
tсер, нс
Pсер, мВт
tсер, нс
КП1
360
25
-
-
-
-
-
-
КП2
315
26
55
33
70
29
350
15
КП5
230
27
-
-
-
-
-
-
КП7
260
33
55
37
60
30
350
15
В лабораторній роботі досліджується мікросхема мультиплексора типу К155КП7. На рис.8.3 наведено його принципову схему.
Сигнал на виході мультиплексора визначається за наступним логічним виразом:
На рис.8.4 наведено монтажну схему включення мультиплексора. На адресні входи мультиплексора A0..A2 та на вхід стробування подаються імпульси з виходів подільника частоти стенду (F/2, F/4, F/8 та F/16 відповідно). Ці входи, а також виходи мультиплексора підключені до входів 8-канального комутатора стенда. До входів даних D0..D7 мультиплексора в певному порядку підключені виходи регістра бітів стенду RB1..RB4, що дозволяє подати на мультиплексор індивідуальний цифровий код студента, який призначається викладачем. При цьому молодший розряд регістра бітів відповідає молодшому розряду індивідуального коду.
Рис.8.3. Принципова схема мультиплексора КП7.
Рис.8.4. Монтажна схема включення мультиплексора типу К155КП7 на лабораторному стенді.
На рис.8.5 наведено приклад часових діаграм вхідних керуючих та вихідних сигналів досліджуваного мультиплексора для варіанту №14 (RB1=0, RB2=1, RB3=1, RB4=1).
Рис.8.5. Часові діаграми вхідних та вихідних сигналів мультиплексора типу К155КП7
16.03.2013 15:03-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора