Схема электропитания блока испытания цифровых устройств



 

 

 


Схема для тестирования мультиплексора на наборном поле блока испытания цифровых устройств А1.

 

 

Тумблерами 0 и 1, подключенными к входам А0 и А1, задают номер входа мультиплексора. Сигнал на выходе мультиплексора фиксируют индикатором логических уровней. Входы мультиплексора D0,…,D3 поочередно подключают к источнику логических сигналов. Нажимая на кнопку источника логических сигналов, переключают сигнал на соответствующем входе 0↔1 и проверяют, меняется ли сигнал на выходе мультиплексора. Неиспользуемые входы мультиплексора подключают к шинам питания с помощью вспомогательного миниблока 17  (рис. 1.2).


Схема для тестирования логической функции двух переменных, реализованной с помощью мультиплексора, на наборном поле блока испытания цифровых устройств А1.

 

 

 

Каждый из входов мультиплексора D0,…,D3 подключают к 0 или 1 в соответствии с таблицей истинности реализуемой функции. Тумблерами 0 и 1, подключенными к входам А0 и А1, задают аргументы логической функции. Значение функции фиксируют на выходе мультиплексора индикатором логических уровней.

 

 


Схема для тестирования демультиплексора на наборном поле блока испытания цифровых устройств А1.

 

 

 

Тумблерами 0 и 1, подключенными к входам А0 и А1, задают номер используемого выхода демультиплексора. Сигнал на входе демультиплексора задают источником логических сигналов. Нажимая на кнопку источника сигналов, переключают сигнал на входе 1↔0 и наблюдают изменение состояния выходов с помощью блока индикаторов.

 


Перечень аппаратуры

 

Обозначение Наименование Тип Параметры
G1 Однофазный источник питания 218 ~ 220 В / 16 А
А1 Блок испытания цифровых устройств 219 Индикаторы и источники логических сигналов. Питание +5 В, 1 А
  Набор миниблоков 600.11 24 миниблока

 


Указания по проведению эксперимента

 

  • Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.
  • Соедините аппаратуру в соответствии со схемой электропитания.
  • Соберите исследуемую логическую цепь на наборном поле блока испытания цифровых устройств А1.
  • Включите устройство защитного отключения и автоматический выключатель в однофазном источнике питания G1.
  • Включите выключатель «СЕТЬ» блока испытания цифровых устройств А1.
  • Протестируйте работу логической схемы. При необходимости изменения исследуемой схемы отключите выключатель «СЕТЬ» блока испытания цифровых устройств А1, измените схему, включите выключатель «СЕТЬ».
  • Соберите схемы тестирования мультиплексора и демультиплексора, и убедитесь, что они функционируют в соответствии с их описанием.
  • С помощью мультиплексора реализуйте одну из 16 возможных логических функций двух переменных и экспериментально определите её таблицу истинности.

 

0 1 0 1
0 0 1 1
       

 

  • По завершении работы отключите выключатель «СЕТЬ» блока испытания цифровых устройств А1 и автоматический выключатель в однофазном источнике питания G1.

 

 


4. Сборка и тестирование последовательностных узлов
цифровых устройств


4.1. Триггеры

 

- Логические схемы

- Схемы электрические соединений

- Перечень аппаратуры

- Указания по проведению эксперимента


Логические схемы

Триггер – последовательностное устройство, имеющее 2 устойчивых состояния и способное переключатся из одного состояния в другое под воздействием внешних сигналов. При отсутствии внешних сигналов триггер сохраняет свое состояние, что обуславливает его применение в качестве элемента памяти емкостью 1 бит.

В общем случае триггеры различных типов содержат элемент памяти и разнообразные комбинационные схемы формирования сигналов управления. Элемент памяти состоит из двух инверторов, охваченных глубокой положительной обратной связью, поэтому переход из одного состояния в другое происходит лавинообразно за очень короткое время.

В работе тестируются асинхронные RS и синхронные D, T, JK триггеры.


RS триггер – триггер с раздельной установкой состояния логического нуля и логической единицы. Общее обозначение двух вариантов RS триггеров и варианты их реализации на элементах ИЛИ-НЕ (а) и И-НЕ (б) показаны на рисунке.

 

 

а)

б)

 

На рисунке использованы следующие обозначения

 - прямой выход триггера.

 - инверсный выход триггера. Состояние инверсного выхода всегда противоположно состоянию прямого выхода .

 - вход установки 1 на прямом выходе (Set). Для триггера (рис. а) переключение происходит при  (прямой вход), а для триггера (рис. б) – при  (инверсный вход, обозначен окружностью).

 - вход установки 0 на прямом выходе (Reset). Для триггера (рис. а) переключение происходит при  (прямой вход), а для триггера (рис. б) – при  (инверсный вход, обозначен окружностью).

Данные RS триггеры являются асинхронными одноступенчатыми триггерами, переключение которых происходит непосредственно в момент изменения входных сигналов.

Таблица переходов RS триггера на элементах ИЛИ-НЕ (рис. а)

 

0 0
1 0 0
0 1 1
1 1 Неопределенно

 

В таблице  и  обозначают, соответственно, текущее и последующее состояние триггера. Логическая функция переходов RS триггера на элементах ИЛИ-НЕ имеет вид

 

.

 

При  выходы триггера . После одновременной установки  состояние триггера неопределенно, возможно как , так и .

Таблица переходов RS триггера на элементах И-НЕ (рис. б)

 

0 0 Неопределенно
1 0 1
0 1 0
1 1

 

Логическая функция переходов RS триггера на элементах ИЛИ-НЕ имеет вид

 

.

 

При  выходы триггера . После одновременной установки  состояние триггера неопределенно, возможно как , так и .

 


D триггер – триггер задержки (Delay), передающий информацию со входа на выход в момент появления синхронизирующего (тактирующего) импульса. В комплект миниблоков включен синхронный D триггер, выполненный на микросхеме 1533ТМ2 (74ALS74). Графическое обозначение D триггера приведено на рисунке.

 

 

На рисунке использованы следующие обозначения:

, - прямой и инверсный выходы триггера. Состояние инверсного выхода всегда противоположно состоянию прямого выхода .

 - информационный (Data) вход триггера.

 - вход синхронизации (Clock) триггера. Черточка на выводе входа С означает, что запись информации в триггер со входа  происходит при переходе сигнала синхронизации из 0 в 1, т. е. при нарастании сигнала, при его положительном перепаде.

 - асинхронный вход установки 1 на прямом выходе (Set) независимо от состояния сигналов  и . Вход инверсный – изменение состояния триггера происходит при .

 - асинхронный вход установки 0 на прямом выходе (Reset) независимо от состояния сигналов  и . Вход инверсный – изменение состояния триггера происходит при .

Как и в  триггере, одновременная подача сигналов  запрещена, поскольку состояние триггера после установки  неопределенно.

Таблица переходов D триггера. Переход из состояния  в  происходит при положительном перепаде сигнала .

 

0 0 0
0 1 0
1 0 1
1 1 1

 

 


T триггер – триггер со счетным входом, изменяющий свое состояние на противоположное при приходе управляющего импульса (или фронта импульса). В работе тестируется T триггер созданный на основе  триггера. Соединение инвертирующего выхода  с информационным входом  приводит к тому, что триггер меняет свое состояние при каждом положительном перепаде сигнала на входе синхронизации  (см. рисунок).

 

 

На рисунке использованы следующие обозначения:

, - прямой и инверсный выходы триггера. Состояние инверсного выхода всегда противоположно состоянию прямого выхода .

 - информационный (Data) вход триггера.

 - счетный вход (Toggle) триггера. Смена состояния триггера происходит при положительном перепаде сигнала на входе .

 - асинхронный вход установки 1 на прямом выходе (Set) независимо от состояния триггера и сигнала . Вход инверсный – изменение состояния триггера происходит при .

 - асинхронный вход установки 0 на прямом выходе (Reset) независимо от состояния триггера и сигнала . Вход инверсный – изменение состояния триггера происходит при .

Как и в  триггере, одновременная подача сигналов  запрещена, поскольку состояние триггера после установки  неопределенно.

 


JK триггер – универсальный синхронный двухступенчатый триггер (1533ТВ9, 74ALS112). Триггер имеет синхронные входы  (установка ) и  (установка ). Смена состояния триггера происходит по отрицательному перепаду сигнала (переход из 1 в 0) на входе синхронизации . В отличие от  триггера, при , триггер  меняет свое состояние на противоположное ( ), т. е. работает как счетный  триггер. Обозначение  триггера приведено на рисунке.

 

 

На рисунке использованы следующие обозначения:

, - прямой и инверсный выходы триггера. Состояние инверсного выхода всегда противоположно состоянию прямого выхода .

 - вход установки триггера в состояние .

 - вход установки триггера в состояние .

 - вход синхронизации триггера. Черточка на выводе входа С обозначает, что смена состояния триггера происходит при переходе сигнала синхронизации из 1 в 0, т. е. при уменьшении сигнала, при его отрицательном перепаде.

 - асинхронный вход установки 1 на прямом выходе (Set) независимо от состояния триггера и сигналов , , . Вход инверсный – изменение состояния триггера происходит при .

 - асинхронный вход установки 0 на прямом выходе (Reset) независимо от состояния триггера и сигналов , , . Вход инверсный – изменение состояния триггера происходит при .

Как и в  триггере, одновременная подача сигналов  запрещена, поскольку состояние триггера после установки  неопределенно.

 

Таблица переходов  триггера при .

 

0 0 0 0
0 0 1 1
1 0 0 1
1 0 1 1
0 1 0 0
0 1 1 0
1 1 0 1
1 1 1 0

Переход из состояния  в  происходит при отрицательном перепаде сигнала на входе синхронизации .


Схемы электрические соединений


Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 522; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!