МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
"Харківський політехнічний інститут"
Кафедра "Обчислювальної техніки та програмування"
ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ
з курсу "КОМП’ЮТЕРНА СХЕМОТЕХНІКА"
Проф. Скородєлов В.В.
ХАРКІВ 2002
Лабораторна робота 1
ЛОГІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ
І НАЙПРОСТІШІ КОМБІНАЦІЙНІ СХЕМИ
1. МЕТА
Побудова найпростіших комбінаційних схем на основі базових логічних елементів, а також інструментальних засобів цифрової частини пакета EWB таких як: генератор слів, логічний аналізатор, логічний перетворювач.
2. ЗАВДАННЯ ПО ЛАБОРАТОРНІЙ РОБОТІ
2.1. Проаналізувати задану комбінаційну схему (див.рис.1-8):
Рисунок 1
Р
исунок
2
Рисунок 3
Рисунок
4
Рисунок 5
Рисунок 6
Рисунок 7
Рисунок 8
2.1.2. Зібрати задану схему.
2.1.3. За допомогою ЛП одержати ТС. Для цього необхідно входи схеми підключити до відповідних входів ЛП, а вихід зв'язати з правою клемою (out). Отримана в результаті перетворення ТС може бути конвертована в будь-яку іншу форму представлення при використанні кнопок на лицьовій панелі ЛП.
2.1.4. На підставі отриманої ТС за допомогою ГС і ЛА протестирувати зібрану схему і зняти її часову діаграму.
2.1.5. Перетворити отриману ТС у логічний вираз (ЛВ). (Вибравши нижню кнопку)
2.1.6. Спробувати спростити отриманий ЛВ і одержати нову схему. (Вибравши спочатку третю кнопку зверху, а потім останню або передостанню кнопку знизу).
2.2. Побудувати по заданому логічному вираженню комбінаційну схему (див. логічні вираження 1-10):
__ __ __ __ __
Y = (X1^X2^X3) v (X1^X2^X3) v (X1^X2^X3) v (X1^X2^X3) (1)
_____ __
Y = X1vX2 v X3 (2)
________ __
Y = X1^X2^X3 ^ X4 (3)
Y = (X1vX2) v (X3vX4) (4)
_____ _____
Y = (X1^X2) v (X3^X4) (5)
__ __ __ __
Y = (X1^X2) v (X1^X2) v (X1^X2) v (X1^X2) (6)
_____
Y = (X1vX2) ^ (X3vX4) (7)
_____
Y = (X1vX2) ^ (X3vX4) (8)
_____ _____
Y = (X1vX2) ^ (X3vX4) (9)
__ __
Y = (X1^X2) v (X3^X4) (10)
2.3. Ввести заданий логічний вираз в ЛП і перетворити його в схему. Для цього необхідно в діалоговому вікні, розміщеному у нижній частині лицьової панелі ЛП, задати ЛВ. Після чого вибрати відповідну кнопку в правій частині лицьової панелі (можна, наприклад, перетворити вихідний ЛВ і побудувати схему в базисі "І-НІ" - останню кнопку знизу).
2.3.1. За допомогою ЛП одержати ТС (вибравши третю кнопку знизу).
2.3.2. На підставі отриманої ТС за допомогою ГС і ЛА протестувати отриману схему і зняти її часову діаграму.
2.3.3. Спробувати спростити вихідний ЛВ (вибравши третю кнопку зверху).
2.5. Перетворити спрощений логічний вираз в схему (вибравши останню кнопку знизу).
Лабораторна робота 2
Д–ТРИГЕРИ
1. Мета
Будування та ознайомлення з роботою основних схем Д–тригерів за допомогою інструментальних засобів цифрової частини пакету EWB: генератор слів (ГС), логічний аналізатор (ЛА), логічний перетворювач (ЛП), вольтметр
2. Завдання по лабораторній роботі
2.1. Дослідження роботи д–тригеру у статичному режимі.
2.1.1.Зібрати схему в пакеті EWB 5.12, яка показана на рис.1:
Р
исунок
1
2.1.2. Зібрати Д-тригер, який має наступну внутрішню структуру:
Р
исунок
2
2.1.3. Зняти часову діаграму цьго тригеру.
Д
ля
створення складного елементу ("макроса"),
необхідно виділити ті елементи, які він
буде включати (див. рис.3). Далі вибрати
меню "Circuit
Subcircuit" (або натиснути Ctrl+B).
З'явиться наступне діалогове вікно, де
потрібно:
2.2. Дослідження роботи Д–тригеру у динамічному режимі.
2.2.1. Зібрати схему в пакеті EWB 4.0, яка вказана на рис.3:
Р
исунок
3
2.2.2. За допомогою ГІ на D–вхід подати прямокутні сигнали з наступними параметрами: A= 4 В , f= 2 кГц , а на вхід синхронізації за допомогою ГС – наступні: f= 10 кГц
2.2.3. За допомогою ЛА отримати часову діаграму
Контрольні запитання
1. Яким рівнянням описується робота Д-тригера?
2. Скласти таблицю станів Д-тригера.
3. Намалюйте схему зазначеного викладачем Д-тригера.
4. Намалюйте умовне графічне зображення зазначеного викладачем Д-тригера.
5. Поясніть принцип роботи зазначеного викладачем Д-тригера.
6. Класифікація схем Д-тригерів.
7. Поясніть вплив завад на інформаційному вході Д-тригера, зазначеного викладачем типу.
8. Визначіть основні динамічні характеристики для зазначеного викладачем Д-тригера.
9. Як на базі Д-тригера з прямим динамічним керуванням побудувати Д-триггер зі зворотнім динамічним керуванням?
10. Як побудувати Д-тригер на базі JK-тригера?
11. Як побудувати Д-тригер на базі RS-тригера?
12. Намалюйте тимчасову діаграму з урахуванням затримок логічних елементів для зазначеного викладачем Д-тригера.
13. Розходження між Д і ДV тригерами.
Лабораторна робота 3
JK–ТРИГЕРИ
1. Мета
Будування та ознайомлення з роботою основних схем JK–тригерів за допомогою інструментальних засобів цифрової частини пакету EWB: генератор слів (ГС), логічний аналізатор (ЛА), логічний перетворювач (ЛП), вольтметр.
2. Завдання по лабораторній роботі
2.1. Дослідження роботи асинхронного jk–тригеру у статичному режимі
2.1.1.Зібрати схему в пакеті EWB 4.0, яка показана на рис.1:
Р
исунок
1
2.1.2. За допомогою ЛА побудувати таблицю станів (ТС), привести часову діаграму.
2.2. Дослідження роботи двоступеневого JK–тригеру у статичному режимі.
2
.2.1.
Створити свій “макрос“
одноступеневого JK-тригера
з ім’ям “jk”
(схема приведена на рис.3)
Рисунок 3
Для створення складного елементу ("макроса"), необхідно виділити ті елементи, які він буде включати (див. рис. 13.1). Далі вибрати меню "Circuit Subcircuit" (або натиснути Ctrl+B). З'явиться наступне діалогове вікно, де потрібно:
2.2.2. Зібрати схему двоступеневого JK-тригера, використовуючі створений “макрос“
Рисунок 4
2.2.3. Дослідити цей JK–тригер (привести часову діаграму).
2.3. Дослідження роботи двоступеневого JK–тригеру у динамічному режимі.
2.3.1.
Зібрати схему в пакеті EWB 5.12, яка вказана
на рис.5:
Рисунок 5
2.3.2. Дослідити JK–тригер, який працює у режимі T–тригеру (J=K=1). Для цього на синхровхід подали прямокутні сигнали з наступними параметрами (за допомогою ГІ): A= 4 В, f= 10 кГц, tu= 50 мкс
2.3.3. Зняти осцилограму з входів та виходів.
2
.4.
Зібрати Д–тригер на
основі JK–тригеру
і дослідити його роботу.
Рисунок 6
2.4.1. Привести часову діаграму цього Д-тригера.
Контрольні запитання
1. Намалювати таблицю станів JK-тригера.
2. Намалюйте схему і поясніть принцип роботи, заданого викладачем JK-тригера.
3. Принцип утворення схем JK-тригерів на базі синхронних JK-тригерів.
4. Чому в схемах асинхронних JK-тригерів використовуються лінії затримки?
5. Визначте основні динамічні характеристики заданого викладачем JK-тригера.
6. Намалюйте умовне графічне зображення заданого викладачем JK-тригера.
7. Поясніть причини впливу завад на інформаційних входах на стан JK-тригера (на прикладі схеми заданої викладачем).
8. Порівняйте по завадостійкості JK-тригери зі статичним і динамічним керуванням.
9. Як здійснювати керування станом тригера по асинхронних входах S, R ? Особливості такого керування.
10. Як побудувати на базі JK-тригера тригери RS, Д, ДV, T, TV типів ?
11. Класифікація JK-тригерів.
12. Визначите навантажувальну здатність заданого викладачем JK-тригера.
13. Принцип дії JK-тригера серії 217.
14. Намалюйте тимчасові діаграми (з урахуванням затримок логічних елементів) заданого викладачем JK-тригера.