Исследование триггеров RS, D и T-типов
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Федеральное государственное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
УФИМСКИЙ КОЛЛЕДЖ СТАТИСТИКИ, ИНФОРМАТИКИ
И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
| УТВЕРЖДАЮ Заместитель директора по учебной работе ___________(З.З.Курмашева) «__»______________200__ г. |
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «МИКРОСХЕМОТЕХНИКА»
для специальности:
230106 – Техническое обслуживание средств вычислительной техники и компьютерных сетей
| Согласовано: Методист _________________ Арсланова А.Н. | Рассмотрено на заседании предметно-цикловой комиссии вычислительной техники Председатель цикловой комиссии ________________________ Гареев А.А. Разработал преподаватель ______________________ Тяпкина Н.Б. |
2009
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
Лабораторная работа № 1 4
Лабораторная работа № 2 6
Лабораторная работа № 3 9
Лабораторная работа № 4 12
Лабораторная работа № 5 17
|
|
|
Лабораторная работа № 6 21
Лабораторная работа № 7 25
Литература 29
Введение
Универсальный стенд ОАВТ позволяет проводить лабораторные работы по изучению и исследованию следующих элементов, узлов и устройств цифровой вычислительной техники:
1. Логических элементов НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ, И, И-НЕ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ;
2. Комбинационных узлов, собранных на базовых логических элементах – трехразрядного устройства проверки на четность, устройства сравнения двух двухразрядных чисел, двоичного одноразрядного сумматора;
3. Комбинационных узлов, выполненных в виде самостоятельных ИМС-дешифратора, демультиплексора, мультиплексора, преобразователя двоичного кода в код семисегментного индикатора, четырехразрядного двоичного сумматора, четырехразрядного арифметическо-логического устройства;
4. Последовательностных элементов, собранных на базовых логических элементах: RS-триггера на элементах И-НЕ, RS- триггера на элементах ИЛИ-НЕ;
|
|
|
5. Последовательностных элементов и узлов, выполненных в виде самостоятельных ИМС: RS-триггера, D-триггера, T-триггера, двухразрядного параллельного регистра, двухразрядного последовательного регистра, четырехразрядного универсального регистра, кольцевого счетчика, суммирующего и вычитающего двоичных счетчиков, счетчика с коэффициентом счета, некратным степени 2, реверсивного счетчика с предустановкой, оперативногозапоминающего устройства с организацией 16х4 бит;
6. Модели микроЭВМ в составе: АЛУ, ОЗУ, регистров операндов, команды и адреса, регистра-аккумулятора, мультиплексора общей шины, дешифратора сигналов управления, устройств ввода и вывода информации.
Стенд состоит из общего блока ввода-вывода информации и шести сменных плат, на которых установлены все исследуемые элементы, узлы и устройства. Стенд укомплектован набором сменных технологических карт (28штук) с функциональными схемами исследуемых устройств.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1.
Исследование основных логических элементов и простейших комбинационных устройств
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. Изучить и исследовать логические элементы НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ, И, И-НЕ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, РАВНОЗНАЧНОСТЬ;
|
|
|
2. Изучить и исследовать комбинационные узлы, собранные на базовых логических элементах – трехразрядного устройства проверки на четность, устройства сравнения двух двухразрядных чисел, двоичного одноразрядного сумматора.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ:
Работа проводится на плате П1 с технологическими картами I-1 – I-9. На этих картах изображены принципиальные схемы исследуемых устройств в виде соединений логических элементов, выполняющих какие-то логические функции l.
Логические элементы и устройства исследуются при подаче на их входы логических сигналов (0 или 1) от тумблеров SA1 – SA5. Уровень сигнала, подаваемого от соответствующего тумблера, определяется по положению подвижного контаета (вверху – 1, внизу – 0), уровень выходного сигнала – по свечению индикаторов HL1 – HL9. На схемах I-1 – I-6 – основные логические элементы, I-7 – трехразрядное устройство проверки на четность, I-8 – устройство сравнения двухразрядных чисел X1(SA1) X2 (SA4) и Z1(SA2) Z2(SA5). (При выполнении условия X1X2 = Z1Z2 на выходе появляется 1 (светится HL1)). I-9 – одноразрядный сумматор по модулю два (выход суммы – HL8, выход переноса в следующий разряд – HL5).
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ:
1. Выпишите основные логические функции двух переменных и основные законы алгебры логики.
|
|
|
2. Зарисуйте в тетради схемы исследуемых устройств.
3. Последовательно используя технологические карты, исследуйте работу изучаемых логических устройств. Комбинации входных сигналов набирайте с помощью тумблеров SA1 - SA4.
4. По результатам исследований составьте таблицы истинности для каждого устройства.
5. Определите логическую функцию и запишите ее через операции И, ИЛИ и НЕ, определите тип каждого логического элемента, входящего в устройство.
6. Зарисуйте условно-графические обозначения полученных логических элементов.
ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ:
1. Дать определение логической функции. Назвать способы описания логических функций.
2. Ознакомиться с элементной базой ТТЛ. Зарисовать принципиальную схему базового элемента ТТЛ. Уметь объяснить его работу.
3. Продумать и зарисовать в тетради схемотехническую реализациювсех логических функций (И, НЕ, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, ИЛИ-НЕ) на элементах И-НЕ.
4. В каких целях проводится минимизация логических функций? Пользуясь законами алгебры логики, преобразовать заданную преподавателем схему в более простой вид (преобразовать заданную схему с помощью карт Карно).
5. Как изменятся логические функции заданных преподавателем устройств, если все его прямые входы и выходы изменить на инверсные.
6. Привести примеры устройств, выполняющих логические функции из области электротехники, оптики и т. д.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Исследование триггеров RS, D и T-типов
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
Изучить и исследовать триггеры RS, D и T-типов
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ:
Работа проводится на плате П2 с технологическими картами II-1 – II-4. На этих картах изображены принципиальные схемы триггеров RS типа на элементах ИЛИ-НЕ (II-1), И-НЕ (II-2) и в интегральном исполнении на ИМС типа К155ТМ2 (II-3). На карте II-4 – схема D-триггера на ИМС типа К155ТМ2.
Для RS-триггера на элементах ИЛИ-НЕ (II-1) активным входным уровнем является логическая 1. Управляющие сигналы снимаются с кнопок SB2 и SB3. Пока кнопки ненажаты – режим хранения информации. Нажаты обе кнопки – «запрещенное состояние». Уровни входных (для триггера) управляющих сигналов индицируются светодиодами HL1 и HL2, а уровни выходных сигналов триггера – HL3 и HL4.
Для RS-триггера на элементах И-НЕ (II-2) активный входной уровень - логический 0. Кнопки SB2 и SB3 непосредственно подключены к входам триггера (пока кнопки ненажаты – режим хранения информации). Нажаты обе кнопки – «запрещенное состояние». Уровень входных сигналов индицируется в инверсном коде (через инверторы D2.1 и D2.3) светодиодами HL1 и HL2, т. е. при входных сигналах Х1 и Х2, равных 0, светодиоды горят. Выходные сигналы индицируются светодиодами HL5 и HL6.
Схема II-3 аналогична предыдущей, только исследуется триггер в интегральном исполнении на ИМС типа К155ТМ2 (D3.1). Выходная информация выводится на индикаторы HL9 (прямой выход) и HL8 (инверсный выход).
Схема II-4 предназначена для исследования тактируемого D-триггера. Уровень сигнала на D-входе определяется по положению тумблера SA1. Выходные уровни определяются по индикаторам HL9 (прямой выход) и HL8 (инверсный выход).
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ:
1. Зарисуйте в тетради схемы исследуемых устройств.
2. Для каждого устройства составьте таблицу изменений состояний в зависимости от входных сигналов (таблицы должны содержать все возможные комбинации входных сигналов). Проанализируйте режим работы триггеров (режим хранения, записи, запрещенный режим).
3. Нарисуйте временные диаграммы, иллюстрирующие работу RS- триггеров.
4. Для тактируемого D-триггера по полученной таблице составьте временную диаграмму напряжений на выходе 0 по известным сигналам на входах D и С.
5. Проведите эксперимент, подтверждающий, что запись информации в D-триггер (карта II-4) проходит по фронту синхроимпульса.
6. Установите перемычку между Y1 и Х2, чтобы D-триггер превратился в Т-триггер. Исследуйте работу Т-триггера.
7. Нарисуйте временные диаграммы, иллюстрирующие работу T-триггера.
ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ:
1. Дать определение триггера. Для чего предназначены триггеры?
2. Как обеспечивается режим хранения информации в триггере? За счет чего триггер продолжает хранить ранее записанную информацию?
3. Объяснить назначение R, S, D, C, T – входов триггеров. В чем заключается различия в работе схем триггеров, имеющих только информационный вход, и триггеров, имеющих информационный и управляющий входы?
4. Знать, что такое активный уровень. Почему RS-триггер на элементах 2И-НЕ называют триггером с инверсными входами?
5. Уметь объяснить отличия синхронных и асинхронных триггеров, статических и динамических. Уметь объяснить характер «запрещенного» состояния в RS-триггере и методы его устранения в остальных типах триггеров.
6. Добавляя необходимые логические элементы к RS-триггеру, получить и зарисовать схемы синхронного RS-триггера, D-триггера, Т-триггера.
7. Чем различается работа одноступенчатых и двухступенчатых схем триггеров?
8. Уметь объяснять назначение и принцип работы триггеров различного типа.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
Дата добавления: 2018-05-30; просмотров: 738; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!