Лабораторная работа №7

Исследование логических интегральных микросхем.

Цель работы - практическое ознакомление с основными логи­ческими элементами И-НЕ и основными типами триггеров (RS, D, Т и JK), реализуемыми в одной микросхеме.

1. Вопросы, рассматриваемые в работе.

1.1. Что такое "операция логического умножения"?

1.2. Какое устройство называется триггером?

1.3. Какой вход называется входом R, входом S?

2. Оборудование: лабораторный стенд, блок №7, соединитель­ные провода.

3. Задание №1. Изучить работу элемента И-НЕ.

4. Задание №2. изучить работу RS-триггера.

5. Задание №3. Изучить работу Т-триггера.

6. Задание №4. Изучить работу D-триггера.

7. Задание №5. Изучить работу JK-триггера.

8. Описание блока.

В верхней части блока расположены 4 ключа (два из которых управляются кнопками SB2 и SB3, а два других - переключателями SA1 и SA2) и один бездребезговый ключ, управляемый кнопкой SB1. Логические сигналы с выхода бездребезгового ключа подаются на вход синхронизации С ; с выходов ключей, управляемых кнопками SB2 и SB3 - на входы R и S; с выходов ключей, управляемых переключа­телями SA1 и SA2 - на входы J и К.

Входы R, S, С реагируют на отрицательные перепады сигналов, поступающих с ключей, управляемых кнопками, т.е. логическая 1 подается на перечисленные входы при нажатии соответствующих кно­пок.

Логическая 1 с выходов ключей, управляемых переключателями SA1 и SA2 подается на входы J и К непосредственным соединением.

Микросхема, исследуемая в работе, позволяет смоделировать и изучить работу основных видов триггеров.

Логической 1 соответствует выходное напряжение не менее 2.4 В, логическому 0 - выходное напряжение не более 0,4 В,

Наличие логической 1 на выходах определяется свечением со­ответствующих светодиодов.

Триггер установлен в нулевое состояние, когда Q=0, =1.

9. Подготовка к выполнению заданий.

9.1. Включить стенд в сеть, поставив сетевой тумблер в по­ложение ВКЛ и нажав кнопку СЕТЬ на блоке питания.

9.2. Включить на одном из источников питания постоянное напряжение 5 В с помощью ручек ГРУБО и ПЛАВНО. Напряжение заме­рить мультиметром. выставленным на измерение постоянного напря­жения на пределе измерения 20 В.

9.3. Подать питание на блок (исследуемые схемы) "+" - Х14. "-" -Х15.

9.4. Сетевой тумблер выключить.

10. Порядок выполнения задания №1. Изучение работы основно­го логического элемента И-НЕ.

10.1. Входы логического элемента соединить с выходами клю­чей: Х12 - Х9, Х13 - Х10.

10.2. Поочередно переключая тумблеры SA1 и SA2, подавать различные комбинации логических сигналов на входы логического элемента И-НЕ. Определив состояние выхода элемента по свечению светодиода VD6, заполнить таблицу 7.1 (таблицу состояний элемен­та И-НЕ).

Таблица 7.1

Х12	Х13	Х11
0	0
0	1
1	0
1	1

10.3. Сетевой тумблер выключить.

11. Порядок выполнения задания №2. Изучение работы RS-три­ггера.

11.1. Информационные входы R и S соединить с выходами клю­чей ХЗ - Х2, Х7 - Х8.

11.2. После проверки схемы включить сетевой тумблер.

11.3. Нажатием кнопок SB2 и SB3 подавать логические сигналы на входы R и S согласно таблице 7.2, наблюдая при этом за соот­ветствующими светодиодами (VD2, VD3, VD7, VD8). Заполнить табли­цу состояний 7.2.

11.4. Сделать вывод о свойствах RS-триггера.

11.5. Выключить сетевой тумблер. Схему не разбирать.

Таблица 7.2

R	S	Q
1	0
1	0
0	1
0	1
1	0

12. Порядок выполнения задания №3. Изучение работы Т-триггера (со счетным запуском).

12.1. Входы R и S оставить соединенными согласно п. 11.1.

12.2. Т-триггер можно смоделировать, если входы J и К объ­единить и подать на них логическую 1, а вход С использовать как счетный вход Т-триггера. Поэтому выход ключа, управляемого пе­реключателем SA1, двойным проводом соединить со входами, J и К: Х9 - Х4, Х9 - Х6, а переключатель SA1 поставить в нижнее положение, что соответствует подаче логической 1 на входы J и К.

12.3. Счетный вход Т (вход синхронизации С) соединить с вы­ходом бездребезгового ключа; Х5 – X1.

12.4. После проверки схемы преподавателем сетевой тумблер поставить в положение ВКЛ.

12.5. Установить триггер в нулевое состояние, нажав кнопку SВ2 (подав сигнал на вход R).

12.6. Нажатием кнопки SB1 подавать логические сигналы на счетный вход Т (С). Проследив за состоянием выходов Q и , за­полнить таблицу состояний 7.3.

Таблица 7.3

Т(С)	Q
1
1
1
1

12.7. Убедиться, что триггер меняет свое состояние с приходом каждого импульса на счетный вход Т(С).

12.8. Выключить сетевой тумблер. Схему не разбирать.

13. Порядок выполнения задания N4. Изучение работы D-триг­гера.

13.1. D-триггер получается, если входы J и К объединить и использовать их в качестве информационного входа D. Поэтому ос­тавить собранную схему без изменений. Переключатель SA1 поста­вить в верхнее положение, что соответствует подаче логического О на вход D (J+ К).

13.2. Сетевой тумблер поставить в положение ВКЛ.

13.3. Установить триггер в нулевое состояние, нажав кнопку SB2.

13.4. Подавая синхроимпульсы нажатием кнопки SB1 сначала при наличии логического 0 на входе D, а затем одновременно с по­дачей логической 1 на вход D (переключатель SA1 - в нижнем поло­жении), заполнить таблицу состояний 7.4.

13.5. Убедиться, что состояние выхода Д-триггера определя­ется входом Д при наличии синхроимпульса на входе С.

Таблица 7.4

C	D(J+K)	0
1	0
1	0
1	1
1	1

13.6. Выключить сетевой тумблер.

14. Порядок выполнения задания №5. Научение работы JK-триг­гера.

14.1. Схему оставить без изменений за исключением того, что разделить входы J и К, т.е. выход ключа, управляемого переключа­телем SA1, соединить с выходом J, а вход ключа, управляемого пе­реключателем SA2,- с входом К. В целом должны быть произведены следующие соединения; XI - Х5,Х2 - ХЗ, Х8 - Х7.Х9 - Х4, Х10 - Х6.

14.2. После проверки схемы преподавателем сетевой тумблер поставить в положение ВКЛ.

14.3. Установить триггер в нулевое состояние, нажав кнопку SB2.

14.4. Переключая тумблеры SA1 и SA2, создать различные комбинации сигналов на информационных входах J и К. Для каждой ком­бинации проследить за изменением состояний выходов триггера при подаче сигналов на вход синхронизации С согласно таблице 7.5. Перед каждой комбинацией устанавливать триггер в нулевое состояние. Заполнить таблицу и сделать вывод о работе JK-триггера.

14.5. Выключить стенд, нажав кнопку СЕТЬ и выключить сете­вой тумблер.

15. Содержание отчета.

15.1. Наименование лабораторной работы.

15.2. цель работы.

Таблица 7.5

J	K	C	Q
0	0	1 1 1
1	0	1 1 1
0	1	1 1 1
1	1	1 1 1

15.3. Схема основного логического элемента И-НЕ и схемы ос­новных типов триггеров, составленные на элементах И-НЕ (см. рис. 7.1. 7.2, 7.3, 7.4 ).

15.4. Результаты исследований.

Таблицы состояний 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5.

15.5. Ответы на контрольные вопросы.

16. Контрольные вопросы.

16.1. Пояснить работу RS- триггера, собранного на элементах И-НЕ (рис. 7.1.).16.2. Пояснить работу Т-триггера, собранного на элементах И-НЕ (рис. 7.2.).

16.3. Пояснить работу D-триггера, собранного на элементах И-НЕ (рис. 7.3.).

16. 4 Пояснить работу JK-триггера, собранного на элементах И-НЕ (рис. 7.4.).