Требования к знаниям и умениям студентов
В результате выполнения лабораторного занятия студенты должны знать принципы построения и функционирования триггерных устройств.
Должны уметь читать и составлять принципиальные схемы цифровых устройств с применением триггеров, осуществлять их контроль и диагностику.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9
ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ РЕГИСТРОВ
Цель работы
Изучить микросхемы регистров схемотехники ТТЛШ и КМОП, их структуру, УГО, наименование и назначение выводов.
Исследовать работу регистра на интегральной микросхеме К155ИР1 в режимах параллельной загрузки, последовательной загрузки и кольцевого счетчика.
Сформировать практические навыки и начальные умения контролировать работу регистра с помощью светодиодных индикаторов в статическом режиме.
Домашнее задание
Повторить по [5] или [7] назначение, типы, принципы построения и работы регистров.
Повторить по [8] назначение, основные параметры и принцип работы регистра на интегральной микросхеме К155ИР1. Зарисовать УГО и таблицу состояний регистра К155ИР1, указать назначение выводов.
Подготовить ответы на вопросы для самоконтроля.
Выполнить индивидуальное задание. Изучить заданную микросхему регистра (таблица 8).
Таблица 8 – Исходные данные для домашнего индивидуального задания
| Номер варианта | Условное обозначение | Схемотехника | Кодовое слово
| |||
| международное | прототип | |||||
| 1 | SN54ALS373 | 1533ИР22 | ТТЛШ | 01011011 | ||
| 2 | IN74HC165AN | ЭКР1564ИР9 | КМОП | 10100100 | ||
| 3 | SN54ALS374 | 1533ИР23 | ТТЛШ | 11011100 | ||
| 4 | IN74HC374AN | ЭКР1564ИР23 | КМОП | 00100011 | ||
| 5 | SN54ALS573 | 1533ИР33 | ТТЛШ | 10100111 | ||
| 6 | IN74AC273N | ЭКР1554ИР35 | КМОП | 01010101 | ||
| 7 | SN54ALS873 | 1533ИР34 | ТТЛШ | 1101 | ||
| 8 | IN74AC373N | ЭКР1594ИР22 | КМОП | 00101101 | ||
| 9 | SN54ALS574 | 1533ИР37 | ТТЛШ | 10111011 | ||
| 10 | IN74HC534AN | ЭКР5564ИР41 | КМОП | 10001011 | ||
Выбрать из таблицы 8 микросхему регистра для заданного варианта.
Определить по [8] (для схемотехники ТТЛШ) или приложению В (для схемотехники КМОП) тип и разрядность заданного регистра, зарисовать его УГО, таблицу состояний. На УГО проставить номера выводов микросхемы регистра.
Кратко описать принцип построения и работы в различных режимах заданной микросхемы регистра.
Указать на УГО заданной микросхемы регистра уровни информационных и управляющих сигналов, которые следует подать на входы для записи заданного кодового слова (таблица 8) в режиме параллельной загрузки.
Определить по [8] или приложению Б основные статические и динамические параметры заданной микросхемы регистра. Результат записать в таблицу, аналогичную по форме таблицы 2.
Вопросы для самоконтроля
|
|
|
Поясните назначение регистров и укажите их типы.
Поясните принцип построения и работы параллельного регистра на D-триггерах с прямым динамическим входом синхронизации.
Поясните принцип построения и работы последовательного регистра на D-триггерах с прямым динамическим входом синхронизации. Зарисуйте логическую схему и временные диаграммы для последовательной загрузки кодового слова 1010.
Начертите условное графическое обозначение микросхемы К155ИР1 и поясните назначение выводов.
Укажите возможные режимы работы регистра на микросхеме К155ИР1 и условия их обеспечения.
Поясните, как на микросхеме К155ИР1 обеспечить сдвиг кодового слова влево?
Приборы и оборудование
Универсальный лабораторный стенд по цифровой технике ОАВТ.
Сменная плата П3.
Технологические карты III-1, III-2.
Набор соединительных проводов.
Методические указания к занятию.
Порядок выполнения работы
Проверка подготовки студентов к занятию по вопросам для самоконтроля в виде фронтального или программированного опроса.
Проверка выполнения индивидуального домашнего задания по п. 4.
Получить инструктаж по порядку выполнения эксперимента и технике безопасности.
|
|
|
Исследовать регистр на интегральной микросхеме К155ИР1 в режиме параллельной загрузки. Для этого:
Установить сменную плату П3 в разъем и наложить технологическую карту III-2 (рисунок 7) на переднюю панель стенда.
Рисунок 7 – Принципиальная электрическая схема контроля работы параллельного регистра (технологическая карта III-2)
Изучить схему контроля работы параллельного регистра, назначение органов управления и элементов индикации (рисунок 7).
Включить питание стенда. Подать на вход LD регистра (на схеме не указан) высокий уровень тумблером SA5.
Кодовое слово подавать на параллельные входы регистра с помощью тумблеров SA1…SA4 в соответствии с данными таблицы 9 и загружать их в регистр, подавая импульсы синхронизации на вход C кнопкой SB1. Кодовое слово на параллельных входах регистра контролировать с помощью светодиодных индикаторов HL1…HL4, а на выходах – с помощью светодиодных индикаторов HL5…HL8. Результаты контроля записать в таблицу 9. По результатам контроля сделать выводы.
Таблица 9 – Результаты контроля работы регистра в режиме параллельной загрузки
| Входное кодовое слово | Входные сигналы | Выходное кодовое слово | |||||||
| D4 | D3 | D2 | D1 | C | 4 | 3 | 2 | 1 | |
| 1010 | |||||||||
| 1011 | |||||||||
| 0101 | |||||||||
|
|
|
Исследовать регистр на интегральной микросхеме К155ИР1 в режиме последовательной загрузки при сдвиге вправо. Для этого:
Наложить технологическую карту III-1 (рисунок 8) на переднюю панель стенда.
Рисунок 8 – Принципиальная электрическая схема контроля работы последовательного регистра (технологическая карта III-1)
Изучить схему контроля работы регистра, назначение органов управления и элементов индикации (рисунок 8). Следует помнить, что последовательная загрузка при сдвиге вправо в регистре К155ИР1 начинается со старшего разряда входного кодового слова.
Подать на вход LD регистра (на схеме не показан) низкий уровень тумблером SA5. Входное кодовое слово, заданное преподавателем, например 1011, подавать на последовательный вход регистра D→ кнопкой SB2, а импульсы синхронизации на вход C – кнопкой SB1. Причем вначале устанавливается старший разряд входного кодового слова и одновременно подается первый импульс синхронизации, затем подается следующий более младший разряд и импульс синхронизации и т.д. до загрузки всех четырех разрядов входного кодового слова. Уровень сигнала на последовательном входе D регистра не индицируется, а на выходах регистра кодовое слово индицируется с помощью светодиодных индикаторов HL1…HL4.
Результаты контроля записать в таблицу 10. В колонке для входа D указать уровни сигналов для четырех разрядов входного кодового слова в порядке ввода. По результатам контроля сделать выводы о том, какое преобразование информации выполнено.
Таблица 10 – Результаты контроля работы регистра в режиме последовательной загрузки кодового слова 1011
| Номер импульса на входе C | Уровень сигнала на входе D→ | Выходное кодовое слово | |||
| 4 | 3 | 2 | 1 | ||
| 1 | |||||
| 2 | |||||
| 3 | |||||
| 4 | |||||
Исследовать регистр при сдвиге вправо загруженного заранее кодового слова 0101 при поступлении четырех импульсов синхронизации, если на последовательный вход регистра D→ подается низкий уровень. Для этого загрузить в регистр кодовое слово 0101 (см. указания пункта 5.3) и, удерживая нажатой кнопку SB2, подавать импульсы синхронизации кнопкой SB1. Результат контроля записать в таблицу 11 и сделать вывод о выполненном преобразовании информации.
Таблица 11 – Результаты контроля работы регистра при сдвиге вправо кодового слова 0101 (D→ = 0)
| Номер импульса на входе C | Предыдущее состояние | Следующее состояние | ||||||
| 4 | 3 | 2 | 1 | 4 | 3 | 2 | 1 | |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | ||||
| 2 | ||||||||
| 3 | ||||||||
| 4 | ||||||||
Исследовать регистр на микросхеме К155ИР1 при кольцевом сдвиге вправо в статическом режиме. Для этого:
Записать в регистр кодовое слово, содержащее единицу только в одном разряде, например 0010, используя указания пункта 5.3.
Соединить на плате П3 перемычкой клеммы X и Y (см. технологическую карту III-1).
Подавать кнопкой SB1 последовательность импульсов синхронизации на вход C и контролировать кодовое слово на выходах регистра. Результаты записать в таблицу 12 и сделать выводы о выполненном преобразовании информации, а также сравнить с данными таблицы 11.
Таблица 12 – Результаты контроля работы регистра при кольцевом сдвиге вправо кодового слова 0010
| Номер импульса на входе C | Предыдущее состояние | Следующее состояние | ||||||
| 4 | 3 | 2 | 1 | 4 | 3 | 2 | 1 | |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | ||||
| 2 | ||||||||
| 3 | ||||||||
| 4 | ||||||||
После проверки преподавателем результатов контроля выключить питание стенда.
Ответить на контрольные вопросы.
Оформить отчет и сдать зачет.
Содержание отчета
Отчет должен содержать:
Наименование и цель работы.
Перечень приборов и оборудования.
Выполненное индивидуальное домашнее задание (условие и ответы на пункты 4.1…4.5).
Принципиальные электрические схемы контроля работы регистров (рисунки 7, 8).
Результаты контроля работы регистров (таблицы 9…12 и выводы).
Ответы на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы
Поясните, как определить разрядность регистра на микросхеме?
Поясните назначение выводов регистров на микросхемах: D3…D0, D→, D←, LD, EN, R.
Зарисуйте УГО и таблицу состояний микросхемы регистра ЭКР5564AN (IN74HCT533) и поясните, как обеспечить режим параллельной записи кодового слова 1100 1101, укажите назначение и уровни сигналов на всех входах регистра.
Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 455; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!