Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
лабораторна компютер схемотехніка
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 до виконання дипломних та магістерських кваліфікаційних робіт
Предмет:
Комп’ютерна схемотехніка
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти та науки України
Національний університет “Львівська політехніка”
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до циклу лабораторних робіт з курсу
“КОМП’ЮТЕРНА СХЕМОТЕХНІКА”
(Частина I)
для підготовки студентів напрямку
6.0915 “Комп’ютерна інженерія”
Затверджено на засіданні кафедри
“Електронні обчислювальні машини”
Протокол № __ від __________2010 р.
Львів, 2010
УДК 681.3
Методичні вказівки до циклу лабораторних робіт з курсу “Комп’ютерна схемотехніка” (частина I) для підготовки студентів напрямку “Комп’ютерна інженерія” / Укл. Лавров Г.М., Міюшкович Є.Г., Хомич С.В. – Львів: Видавництво НУ “Львівська політехніка”, 2010 – 42 с.
Збірник містить методичні вказівки з 7 лабораторних робіт. У збірник увійшли лабораторні роботи: “Дослідження ІС ТТЛ (ТТЛШ) групи ЛА”, “Дослідження ІС ТТЛ (ТТЛШ) груп ЛР і ЛД”, “Дослідження ІС ТТЛ (ТТЛШ) груп ЛЕ і ЛП”, “Дослідження схем кільцевого генератора та формувачів коротких імпульсів на елементах ТТЛ (ТТЛШ) серій”, “Дослідження схем RS-тригерів на елементах ТТЛ (ТТЛШ) серій”, “Дослідження універсальних D та JK тригерів ТТЛ (ТТЛШ) серій”, “Дослідження лічильників на основі ІС універсальних D та JK тригерів ТТЛ (ТТЛШ) серій”.
Укладачі: Лавров Г.М., канд. техн. наук, доц.
Міюшкович Є.Г., ст. викл. ст. викл.
Хомич С.В., ст. викл.
Рецензент: Вітер Ю.С., канд. техн. наук, доц.
Відповідальний за випуск: Мельник А.О., д-р техн. наук, проф.
Зміст
Лабораторна робота № 1 Дослідження ІС ТТЛ (ТТЛШ) групи ЛА. 4
Лабораторна робота № 2 Дослідження ІС ТТЛ (ТТЛШ) груп ЛР і ЛД. 8
Лабораторна робота № 3 Дослідження ІС ТТЛ (ТТЛШ) груп ЛЕ і ЛП. 13
Лабораторна робота № 4 Дослідження схем кільцевого генератора та формувачів коротких імпульсів на елементах ТТЛ (ТТЛШ) серій. 19
Лабораторна робота № 5 Дослідження схем RS-тригерів на елементах ТТЛ (ТТЛШ) серій. 23
Лабораторна робота № 6 Дослідження універсальних D та JK тригерів ТТЛ (ТТЛШ) серій. 29
Лабораторна робота № 7 Дослідження лічильників на основі ІС універсальних D та JK тригерів ТТЛ (ТТЛШ) серій. 36
Література 42
Лабораторна робота № 1 Дослідження ІС ТТЛ (ТТЛШ) групи ЛА.
Мета роботи: вивчення та практичне засвоєння інтегральних мікросхем ТТЛ (ТТЛШ) групи ЛА, контролювання їх роботи за допомогою стенда та осцилоскопа.
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 відповідної підготовки оформлення звіту.
Загальні відомості.
Базовим елементом логіки ІС ТТЛ-серій є елемент 4І-НЕ (рис.1.1). Схема містить три основних каскади: вхідний каскад на транзисторі VT1, який реалізує функцію кон’юнкції на 4 входи, фазорозділюючий каскад на транзисторі VT2 та вихідний каскад на транзисторах VT4, VT5.
Рис.1.1. Принципова схема базового логічного елементу серії К155.
Вхідний каскад працює наступним чином. Коли на всі входи X1...X4 елементу будуть одночасно подані напруги високого рівня (лог.1), струм через резистор R1 буде протікати через перехід база-колектор транзистора VT1 в базу транзистора VT2, при цьому на колекторі транзистора VT1 буде високий рівень напруги. Якщо хоча би на один з входів буде подана напруга низького рівня (лог.0), то струм через резистор R1 буде витікати із схеми через перехід база-емітер транзистора VT1 і на колекторі VT1 встановиться низький рівень наруги. До всіх виходів вхідного каскаду підключені демпферні діоди VD1..VD4, які обмежують імпульси напруги завади від’ємної полярності.
Фазорозділюючий каскад виконаний на транзисторі VT2, в коло емітера якого включена ланка корекції R2, R4, VT3, яка покращує передавальну характеристику і завадостійкість схеми. Коли транзистор VT1 пропускає в базу транзистора VT2 струм, напруга на емітері VT2 може зрости тільки до значення UБЕ транзистора VT5. Коли транзистор VT1 не пропускає струм в базу транзистора VT2, через резистор R3 і коло R2, R4, VT3 протікає тільки струм витоку, тому напруга на емітері транзистора VT2 близька до 0, а на колекторі – до напруги 4В.
Вихідний каскад містить транзистори VT4, VT5 та діод VD5. Якщо хоча би на один з входів схеми поданий лог.0, то транзистори VT2, VT3 та VT5 закриті. Через резистор R3 протікає струм витоку транзистора VT2 і базовий струм транзистора VT4, тому напруга на колекторі транзистора VT2 буде близька до напруги +4В, а напруга на виході схеми буде нижче напруги колектора транзистора VT2 на величину UVD5+UБЕ-VT4. Якщо на всі входи схеми подані лог.1, транзистори VT2, VT3 і VT5 відкриті і вихідна напруга рівна напрузі колектор-емітер насиченого транзистора VT5 (практично від 0 до 0.4 В).
Мікросхеми ЛА1..ЛА4 містять елементи логіки NІ-НІ і функціонально відрізняються за кількістю входів елементів N та кількістю елементів в корпусі. В табл.1.1 наведено основні параметри мікросхем ЛА1..ЛА4 різних серій ТТЛ і ТТЛШ – середня споживана потужність (Pсер) та середня затримка (tсер).
Таблиця 1.1
Позн.
ІС
К155
К555
КР1533
КР531
Pсер,
мВт
tсер,
нс
Pсер,
мВт
tсер,
нс
Pсер,
мВт
tсер,
нс
Pсер,
мВт
tсер,
нс
ЛА1
55
19
8
20
5
10
65
5
ЛА2
26
19
5
20
3
10
37
5
ЛА3
110
19
17
20
10
10
135
5
ЛА4
83
19
14
20
7
10
100
5
На рис.1.2 наведені умовні графічні позначення цих мікросхем.
Рис.1.2. Умовні графічні позначення мікросхем ЛА1..ЛА4.
В лабораторній роботі досліджується елемент логіки мікросхеми ЛА4 в статичному та динамічному режимах.
На рис.1.3 наведено монтажну схему включення елементу ЛА4 в статичному режимі, а в табл.1.2 – таблицю істинності цього елементу. Входи елементу підключаються до розрядів регістра бітів стенду (RB1…RB3), а вихід – до одного з розрядів індикатора бітів (IB1).
Рис.1.3. Монтажна схема включення елементу логіки ЛА4 для дослідження в статичному режимі.
Таблиця 1.2
RB1
RB2
RB3
IB1
0
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
Монтажна схема включення елементу в динамічному режимі наведена на рис.1.4(а), а часова діаграма вхідних та вихідних сигналів – на рис.1.4(б). Входи елементу підключаються до виходів подільника частоти стенду (F/2, F/4, F/8), на вхід якого (F) подаються прямокутні імпульси (меандр) з частотою 8 кГц (8kHz). Крім того, сигнали з входів та з виходу елементу подаються на входи 8-канального комутатора (1K…5K). Вихід комутатора (Out) підключається до першого каналу осцилоскопа (Osc1). Синхронізація осцилоскопа (Sync) здійснюється по сигналу F/8.
Рис.1.4. Монтажна схема включення елементу логіки ЛА4 для дослідження в динамічному режимі (а) і часові діаграми вхідних та вихідних сигналів (б).
Порядок виконання лабораторної роботи.
Увімкнути живлення осцилоскопа та стенда.
Скласти на стенді монтажну схему включення елементу логіки ЛА4 для дослідження в статичному режимі (рис.1.3).
Змінюючи стани входів елементу за допомогою регістра бітів, спостерігати на індикаторі бітів відповідність вихідних станів схеми таблиці істинності (табл.1.2).
Скласти на стенді монтажну схему включення елементу логіки ЛА4 для дослідження в динамічному режимі (рис.1.4(а)).
Спостерігати на екрані осцилоскопа часові діаграми вхідних та вихідних сигналів елементу, порівняти їх із наведеними на рис.1.4(б).
Повторити п.4 та п.5 з урахуванням індивідуального завдання (табл.1.3).
Продемонструвати результати досліджень викладачу.
Вимкнути живлення осцилоскопа та стенда.
Зміст звіту.
Принципова схема елемента мікросхеми ТТЛ типу К155ЛА4.
Умовні графічні позначення досліджуваних мікросхем та їх основні технічні характеристики.
Таблиця істинності елементу логіки мікросхеми ЛА4.
Монтажні схеми включення на лабораторному стенді.
Часові діаграми вхідних та вихідних сигналів.
Висновки.
Контрольні питання.
Функціональний склад мікросхем групи ЛА.
Принцип дії базового елементу логіки серії К155ЛА1.
Робота стенда та осцилоскопа.
Індивідуальні завдання.
Варіанти індивідуальних завдань наведені в табл.1.3. Номер варіанта визначається порядковим номером студента в журналі обліку відвідування групи (підгрупи). Позначення /(Х) слід розуміти як «інверсія від Х».
Таблиця 1.3
Варіант
2K
3K
4K
Варіант
2K
3K
4K
1
/(F/2)
F
F/4
9
F
/(F/4)
F/16
2
/(F/2)
F
F/8
10
F/2
/(F/4)
F/8
3
/(F/2)
F
F/16
11
F/2
/(F/4)
F/16
4
/(F/2)
F/4
F/8
12
F/8
/(F/4)
F/16
5
/(F/2)
F/4
F/16
13
F
F/2
/(F/8)
6
/(F/2)
F/8
F/16
14
F
F/4
/(F/8)
7
F
/(F/4)
F/2
15
F
F/16
/(F/8)
8
F
/(F/4)
F/8
16
F/2
F/4
/(F/8)
Лабораторна робота № 2 Дослідження ІС ТТЛ (ТТЛШ) груп ЛР і ЛД.
Мета роботи: вивчення та практичне засвоєння інтегральних мікросхем ТТЛ (ТТЛШ) груп ЛР та ЛД, контролювання їх роботи за допомогою стенда та осцилоскопа.
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 відповідної підготовки оформлення звіту.
Загальні відомості.
На рис.2.1 наведена принципова схема елемента логіки І-ЧИ-НІ мікросхеми ЛР1 серії К155. Логічна функція І виконується багатоемітерними транзисторами VT1, VT2, так само, як в елементах групи ЛА. Функція ЧИ реалізується включеними паралельно транзисторами VT3 і VT4. Якщо хоча би один з них відкритий, через резистори R3, R4 та транзистор VT5 протікає струм, який створює для транзистора VT6 запираючий, а для VT7 – відпираючий потенціал на базі, і на виході елемента встановлюється рівень лог.0. Якщо ж VT3 і VT4 одночасно закриті, на виході встановлюється рівень лог.1. Схема має також виводи K і E, які можна використовувати для підключення додаткових зовнішніх схем, що розширюють логічні можливості елемента.
Рис.2.1. Принципова схема елементу логіки ІС ЛР1 серії К155.
На рис.2.2 наведена принципова схема елементу розширення ЛД1 серії К155. Такі елементи в схемах самостійно не використовуються, а встановлюються разом з елементами типу ЛР. Транзистор VT1 реалізує функцію І, а колектор (K) та емітер (E) транзистора VT2 підключаються до відповідних входів елементу ЛР.
На рис.2.3 наведені умовні графічні позначення мікросхем ЛР та ЛД, а в табл.2.1 – основні параметри мікросхем ЛР та ЛД різних серій ТТЛ (ТТЛШ) – середня споживана потужність (Pсер) та середня затримка (tсер).
Рис.2.2. Принципова схема елементу розширення ІС ЛД1 серії К155.
Таблиця 2.1
Позн.
ІС
К155
К555
КР1533
Pсер, мВт
tсер, нс
Pсер, мВт
tсер, нс
Pсер, мВт
tсер, нс
ЛР1
70
19
-
-
-
-
ЛР3
48
19
-
-
-
-
ЛР4
70
19
7
20
5
27
ЛД1
20
-
-
-
-
-
ЛД3
10
-
-
-
-
-
Рис.2.3. Умовні графічні позначення мікросхем ЛР та ЛД.
В лабораторній роботі досліджується мікросхема ЛР1 в статичному та динамічному режимах.
На рис.2.4 наведено монтажну схему включення елементу мікросхеми ЛР1 для дослідження в статичному режимі, а в табл.2.2 – таблицю істинності цього елементу. Входи елементу підключаються до розрядів регістра бітів стенду (RB1…RB4), а вихід – до одного з розрядів індикатора бітів (IB1).
Рис.2.4. Монтажна схема включення елементу ЛР1 для дослідження в статичному режимі.
Таблиця 2.2
RB1
RB2
RB3
RB4
IB1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
Монтажна схема включення елементу ЛР1 для дослідження в динамічному режимі наведена на рис.2.5(а), а часові діаграми вхідних та вихідних сигналів – на рис.2.5(б). Входи елементу підключаються до виходів подільника частоти стенду (F/2, F/4, F/8, F/16), на вхід якого (F) подаються прямокутні імпульси (меандр) з частотою 8 кГц (8kHz). Крім того, сигнали з входів та з виходу елементу подаються на входи 8-канального комутатора (1K…6K). Вихід комутатора (Out) підключається до першого каналу осцилоскопа (Osc1). Синхронізація осцилоскопа (Sync) здійснюється по сигналу F/16.
Рис.2.5. Монтажна схема включення елементу ЛР1 для дослідження в динамічному режимі (а) і часові діаграми вхідних та вихідних сигналів (б).
На рис.2.6(а) наведено монтажну схему для дослідження однорозрядного мультиплексора, реалізованого на мікросхемі ЛР1. Перший елемент мікросхеми використовується в якості керованого комутатора сигналів F/2 і F/4, а другий – в якості інвертора керуючого сигналу. Керування мультиплексором здійснюється за допомогою розряду регістра бітів (RB1). Часові діаграми вхідних та вихідних сигналів мультиплексора при RB1=1 та RB1=0 наведено на рис.2.6(б).
Рис.2.6. Монтажна схема для дослідження однорозрядного мультиплексора на основі ІС ЛР1 (а) і часові діаграми вхідних та вихідних сигналів (б).
Порядок виконання лабораторної роботи.
Увімкнути живлення осцилоскопа та стенда.
Скласти на стенді монтажну схему включення елементу логіки ЛР1 для дослідження в статичному режимі (рис.2.4).
Змінюючи стани входів елементу за допомогою регістра бітів, спостерігати на індикаторі бітів відповідність вихідних станів схеми таблиці істинності (табл.2.2).
Скласти на стенді монтажну схему включення елементу логіки ЛР1 для дослідження в динамічному режимі (рис.2.5(а)).
Спостерігати на екрані осцилоскопа часові діаграми вхідних та вихідних сигналів елементу, порівняти їх із рис.2.5(б).
Повторити п.4 та п.5 з урахуванням індивідуального завдання (табл.2.3).
Скласти на стенді монтажну схему для дослідження однорозрядного мультиплексора на мікросхемі ЛР1 (рис.2.6(а)).
Спостерігати на екрані осцилоскопа часові діаграми вхідних та вихідних сигналів мультиплексора при значеннях керуючого сигналу 1 та 0, порівняти їх із рис.2.6(б).
Вимкнути живлення осцилоскопа і стенда.
Зміст звіту.
Принципові схеми елементів логіки мікросхем ЛР1 та ЛД1 серії К155.
Умовні графічні позначення досліджуваних мікросхем та їх основні технічні характеристики.
Таблиця істинності елементу логіки мікросхеми ЛР1.
Монтажні схеми включення на лабораторному стенді.
Часові діаграми вхідних та вихідних сигналів.
Висновки.
Контрольні питання.
Функціональний склад мікросхем груп ЛР і ЛД.
Принципи дії елементів логіки мікросхем ЛР1 та ЛД1.
Робота стенду.
Індивідуальні завдання.
Варіанти індивідуальних завдань наведені в табл.2.3. Номер варіанта визначається порядковим номером студента в журналі обліку відвідування групи (підгрупи).
Таблиця 2.3
Вар.
2K
3K
4K
5K
Вар.
2K
3K
4K
5K
1
F
F/2
F/4
F/8
9
F
F/8
F/4
F/16
2
F
F/2
F/4
F/16
10
F
F/16
F/2
F/4
3
F
F/2
F/8
F/16
11
F
F/16
F/2
F/8
4
F
F/4
F/2
F/8
12
F
F/16
F/4
F/8
5
F
F/4
F/2
F/16
13
F/2
F/4
F/8
F/16
6
F
F/4
F/8
F/16
14
F/2
F/8
F/4
F/16
7
F
F/8
F/2
F/4
15
F/2
F/16
F/4
F/8
8
F
F/8
F/2
F/16
16
F/4
F/8
F/16
F
Лабораторна робота № 3 Дослідження ІС ТТЛ (ТТЛШ) груп ЛЕ і ЛП.
Мета роботи: вивчення та практичне засвоєння інтегральних мікросхем ТТЛ (ТТЛШ) ЛЕ1, ЛЕ4 та ЛП5, контролювання їх роботи за допомогою стенда та осцилоскопа.
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 відповідної підготовки оформлення звіту.
Загальні відомості.
На рис.3.1 наведено принципову схему елемента логіки 2ЧИ-НІ мікросхеми ЛЕ1 серії К155. Робота схеми аналогічна ЛР1 за виключенням того, що на вході використовуються одноемітерні транзистори VT1, VT2. Функція ЧИ реалізується включеними паралельно транзисторами VT3 і VT4. Якщо хоча би один з них відкритий, через резистори R3, R4 та транзистор VT5 протікає струм, який створює для транзистора VT6 закриваючий, а для VT7 – відкриваючий потенціал на базі, і на виході елемента встановлюється лог.0. Якщо ж VT3 і VT4 одночасно закриті, на виході встановлюється рівень лог.1.
Логічні елементи мікросхеми ЛП5 виконують функцію сумування за модулем 2:
.
Як видно з виразу, ця функція будується на основі більш простих з точки зору фізичної реалізації функцій (кон’юнкції, диз’юнкції, інверсії). На рис.3.2 наведена функціональна схема одного з варіантів такої побудови, що описується виразом:
На рис.3.3 наведені умовні графічні позначення мікросхем, а в табл.3.1 – основні параметри цих мікросхем різних серій ТТЛ і ТТЛШ – середня споживана потужність (Pсер) та середня затримка (tсер).
Таблиця 3.1
Позн.
ІС
К155
К555
КР1533
КР531
Pсер, мВт
tсер,
нс
Pсер, мВт
tсер,
нс
Pсер, мВт
tсер,
нс
Pсер, мВт
tсер,
нс
ЛЕ1
135
19
34
20
16
11
190
6
ЛЕ4
130
13
33
15
-
-
-
-
ЛП5
250
33
55
23
30
13
190
10
Рис.3.1. Принципова схема логічного елементу ІС ЛЕ1 серії К155.
Рис.3.2. Функціональна схема логічного елементу ІС ЛП5.
Рис.3.3. Умовні графічні позначення мікросхем ЛЕ1, ЛЕ4 та ЛП5.
В лабораторній роботі досліджуються мікросхеми ЛЕ1 та ЛП5. В табл.3.2 наведено таблиці істинності елементів логіки цих мікросхем:
Таблиця 3.2
X1
X2
ЛЕ1
ЛП5
0
0
1
0
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
0
0
Рис.3.4. Монтажна схема включення елементів мікросхем ЛЕ1 та ЛП5 для дослідження в динамічному режимі (а) і часові діаграми вхідних та вихідних сигналів (б).
Монтажну схему включення елементів логіки мікросхем ЛЕ1 та ЛП5 для дослідження в динамічному режимі наведено на рис.3.4(а), а часові діаграми вхідних та вихідних сигналів – на рис.3.4(б).
На входи елементів логіки D1 ЛЕ1 та D2 ЛП5 подаються сигнали з виходів подільника частоти стенду (F/2, F/4), на вхід якого (F) подаються прямокутні імпульси (меандр) з частотою 8 кГц (8kHz). Крім того, сигнали з входів та з виходів елементів подаються на входи 8-канального комутатора (1K…5K). Вихід комутатора (Out) підключається до першого каналу осцилоскопа (Osc1). Синхронізація осцилоскопа (Sync) здійснюється по сигналу F/8.
На основі мікросхем ЛЕ1 та ЛП5 можна побудувати однорозрядний повний суматор, умовне графічне позначення якого наведене на рис.3.5. Цей суматор має два однорозрядних входи A і B та вхід переносу C, і два виходи – сума S та перенос P. Функції суми та переносу надані в таблиці істинності суматора табл.3.3.
Рис.3.5. Однорозрядний суматор.
Таблиця 3.3
C
A
B
P
S
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
При побудові схеми суматора на мікросхемах ЛЕ1 та ЛП5 необхідно виходити з того, що в наявності є лише 4 елементи 2ЧИ-НІ та 4 елементи 2-входових суматора за модулем 2. Отже, реалізація функцій суми та переносу буде мати вигляд
Монтажну схему однорозрядного суматора, побудованого у відповідності з отриманими співвідношеннями, і включеного в статичному режимі, наведено на рис.3.6. Схема містить дві мікросхеми – ЛЕ1 D1 та ЛП5 D2. Входи схеми підключені до регістра бітів стенду (RB1, RB2, RB3), а виходи – до індикатора бітів (IB1, IB2).
Рис.3.6. Монтажна схема включення однорозрядного суматора для дослідження в статичному режимі.
На рис.3.7(а) наведено монтажну схему включення суматора для дослідження в динамічному режимі, а на рис.3.7(б) – часові діаграми вхідних та вихідних сигналів. На входи суматора подаються сигнали з виходів подільника частоти стенду (F/2, F/4, F/8), на вхід якого (F) подаються прямокутні імпульси (меандр) з частотою 8 кГц (8kHz). Сигнали з входів та з виходів елементів схеми подаються на входи 8-канального комутатора (1K…6K). Вихід комутатора (Out) підключений до першого каналу осцилоскопа (Osc1). Синхронізація осцилоскопа (Sync) здійснюється по сигналу F/8.
Рис.3.7. Монтажна схема включення однорозрядного суматора в динамічному режимі (а) і часові діаграми вхідних та вихідних сигналів (б).
Порядок виконання лабораторної роботи.
Увімкнути живлення осцилоскопа та стенда.
Скласти на стенді монтажну схему включення елементів логіки ЛЕ1 та ЛП5 для дослідження в динамічному режимі (рис.3.4(а)).
Спостерігати на екрані осцилоскопа часові діаграми вхідних та вихідних сигналів елементів логіки, порівняти їх із рис.3.4(б).
Скласти на стенді монтажну схему включення однорозрядного суматора для дослідження в статичному режимі (рис.3.6).
Змінюючи стани входів суматора за допомогою розрядів регістра бітів, спостерігати на індикаторі бітів відповідність вихідних станів схеми таблиці істинності (табл.3.3).
Скласти на стенді монтажну схему включення однорозрядного суматора для дослідження в динамічному режимі (рис.3.7(а)).
Спостерігати на екрані осцилоскопа часові діаграми вхідних та вихідних сигналів, порівняти їх із рис.3.7(б).
Повторити п.6 та п.7 з урахуванням індивідуального завдання (табл.3.4).
Вимкнути живлення осцилоскопа і стенда.
Зміст звіту.
Принципові схеми елементів логіки мікросхем ЛЕ1 та ЛП5.
Умовні графічні позначення досліджуваних мікросхем та їх основні технічні характеристики.
Таблиці істинності елементів логіки.
Монтажні схеми включення на лабораторному стенді.
Часові діаграми вхідних та вихідних сигналів.
Висновки.
Контрольні питання.
Функціональний склад мікросхем груп ЛЕ і ЛП.
Принципи дії елементів логіки мікросхем ЛЕ1 та ЛП5.
Побудова однорозрядного суматора на мікросхемах ЛЕ1 та ЛП5.
Робота стенду.
Індивідуальні завдання.
Варіанти індивідуальних завдань наведені в таблиці 3.4. Номер варіанта визначається порядковим номером студента в журналі обліку відвідування групи (підгрупи).
Таблиця 3.4
Варіант
2K
3K
4K
Варіант
2K
3K
4K
1
F
F/2
F/4
9
F/2
F/8
F/16
2
F
F/2
F/8
10
F/4
F/8
F/16
3
F
F/2
F/16
11
F/4
F/16
F/2
4
F
F/4
F/8
12
F/16
F/2
F/8
5
F
F/4
F/16
13
F/2
F/8
F/4
6
F
F/8
F/16
14
F/8
F/4
F
7
F/2
F/4
F/8
15
F/16
F
F/4
8
F/2
F/4
F/16
16
F/4
F/2
F/16
Лабораторна робота № 4 Дослідження схем кільцевого генератора та формувачів коротких імпульсів на елементах ТТЛ (ТТЛШ) серій.
Мета роботи: вивчення та практичне засвоєння принципів побудови простих схем генераторів та формувачів коротких імпульсів на основі елементів логіки інтегральних мікросхем ТТЛ (ТТЛШ), дослідження їх роботи за допомогою стенда та осцилоскопа.
Вимоги до підготовки студентів.
Перед початком виконання лабораторної роботи студент повинен знати:
роботу стенду;
монтажні схеми пристроїв, що досліджуються та принципи їх роботи.
Студент допускається до лабораторної роботи тільки за умови виконання ним усіх вище перелічених вимог та відповідної підготовки оформлення звіту.
Загальні відомості.
Кільцевим генератором називається схема, яка складається з N послідовно включених інверторів, що охоплюються кільцевим зворотнім зв’язком, як показано на рис.4.1. Кількість інверторів, що включаються в кільце, повинна бути непарною, тобто N=2k+1, де k = 0, 1, 2, ... . Частота сигналу, який отримується на виході кільцевого генератора, обернено пропорційна кількості інверторів, включених в кільце, та середній затримці переключення цих інверторів.
Рис.4.1. Загальна схема кільцевого генератора.
На рис.4.2(а) наведено монтажну схему кільцевого генератора, побудованого на базі трьох елементів логіки І-НІ мікросхеми ЛА4. Всі елементи мікросхеми використовуються в якості інверторів. Вихід генератора підключений до осцилоскопа (Osc1, Sync).
На рис.4.2(б) наведено часові діаграми вихідних сигналів кільцевого генератора, який працює наступним чином. Якщо в контрольній точці ( напруга має рівень лог.0, то в точці ( - лог.1, в точці ( - лог.0. Вихід останнього інвертора (точка () починає переключатись в лог.1, і як тільки його рівень досягне напруги спрацювання першого інвертора, напруга в точці ( почне зменшуватись (перший інвертор починає переключатись в лог.0) і т.д. З рис.4.2(б) видно, що сигнали в точках (, (, ( однакові за формою і зміщені за фазою. Період сигналу в кожній точці дорівнює T = 6t1, де t1 - тривалість переключення інвертора. Фактично час t1 – це середня затримка переключення логічного елементу tзат-сер. Таким чином, визначивши період вихідного сигналу кільцевого генератора, можна оцінити середню затримку логічного елементу: t1 = T/6.
Рис.4.2. Монтажна схема кільцевого генератора на мікросхемі ЛА4 (а) та часові діаграми вихідних сигналів (б).
Формувачі коротких імпульсів можуть бути побудовані за різними схемами. Нижче наведені три варіанти таких схем, які за принципами побудови подібні між собою. Кожний формувач має вихідний елемент логіки, на один з входів якого надходять вхідні імпульси безпосередньо, а на другий – через коло затримки, яке організується за допомогою інших елементів логіки. За рахунок цієї затримки при зміні вхідного сигналу схеми сигнали на входах вихідного елементу змінюються неодночасно, що приводить до появи на його виході короткого імпульсу відповідної тривалості, яка залежить від довжини кола затримки та від швидкодії елементів логіки схеми.
На рис.4.3(а) наведено монтажну схему формувача коротких імпульсів від’ємної полярності за фронтом вхідного сигналу, а на рис.4.3(б) – часові діаграми вхідних та вихідних сигналів цього формувача. Формувач побудований на чотирьох елементах ЛА4 (мікросхеми D1 і D2). Три елементи D1 включені як інвертори і виконують функцію кола затримки, а на виході останнього елементу І-НІ D2 лог.0 формується лише тоді, коли на його входах (точки ( і ()
14.04.2013 01:04-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора