Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

792.doc

Скачиваний:

Добавлен:

20.11.2019

Размер:

2.96 Mб

Скачать

☆

1 / 81 2 3 4 5 6 7 8 > Следующая >>>

Івано – Франківський національний технічний

університет нафти і газу

Карпінець Б. І., Чорноус В. М., Циганчук В.В.

МІКРОСХЕМОТЕХНІКА

Лабораторний практикум

2006

Міністерство освіти і науки України

Івано – Франківський національний технічний

університет нафти і газу

Кафедра електротехніки

Карпінець Б. І., Чорноус В. М., Циганчук В.В.

МІКРОСХЕМОТЕХНІКА

Лабораторний практикум

Для студентів спеціальностей:

автоматизоване управління технологічними процесами; геодезія; землевпорядкування та кадастр; комп’ютерне машинобудівне виробництво; обладнання нафтових і газових промислів; технологія нафтового машинобудування

Івано - Франківськ

2006

МВ 02070855-1744-2006

Карпінець Б. І., Чорноус В. М., Циганчук В. В.

Мікросхемотехніка: лабораторний практикум. – Івано – Франківськ: факел, 2006. – 47 с.

Методичні вказівки складені відповідно до програм дисциплін “Електроніка і мікросхемотехніка”, “Радіоелектроніка”, “електротехніка, електроніка і мікропроцесорна техніка” та призначені для виконання лабораторних робіт з мікросхемотехніки.

Приведені теоретичні відомості, схеми лабораторних установок, контрольні запитання, вказівки до виконання дослідів та опрацювання і аналізу результатів досліджень, а також літературні джерела.

Рецензент: доцент кафедри автоматизації технологічних процесів і моніторингу в екології, канд. техн. наук, доцент Я. Р. Когуч

Зав. кафедри електротехніки в. М. Чорноус

Член експертно – рецензійної

комісії університету Я. Р. Когуч

Нормоконтролер О. Г. Гургула

Коректор Н. Ф. Будуйкевич

Заступник директора НТБ

з комп’ютеризації В. В. Бабійчук

Дане видання - власність ІФНТУНГ

Забороняється тиражування та розповсюдження

МВ 02070855-1744-2006

Карпінець Б. І., Чорноус В. М., Циганчук В. В.

Мікросхемотехніка: лабораторний практикум. – Івано – Франківськ: факел, 2006. – 47 с.

Рецензент: доцент кафедри автоматизації технологічних процесів і моніторингу в екології, канд. техн. наук,

доцент Я. Р. Когуч

Дане видання - власність ІФНТУНГ

Забороняється тиражування та розповсюдження

ЗМІСТ

Лабораторна робота № 1

Дослідження основних логічних елементів .......................... 5

Лабораторна робота № 2

Дослідження тригерів.............................................................14

Лабораторна робота № 3

Дослідження паралельного, послідовного та

універсального регістрів........................................................ 22

Лабораторна робота № 4

Дослідження основних комбінаційних логічних пристроїв................................................................................. 28

Лабораторна робота № 5

Дослідження чотирирозрядного паралельного

суматора ................................................................................ 33

Лабораторна робота № 6

Дослідження лічильників електричних імпульсів................................................................................ ..40

Перелік рекомендованих джерел ...................….................. 47

загальні методичні вказівки

Лабораторний практикум містить шість лабораторних робіт з розділу “Мікросхемотехніка”. Даний розділ є складовою частиною дисциплін: “електроніка і мікросхемотехніка”, “Радіоелектроніка” і “електротехніка, електроніка і мікропроцесорна техніка”, що читаються на кафедрі електротехніки. Для кожної спеціальності розділ “Мікросхемотехніка” читається в різному обсязі годин, що передбачено робочими програмами.

Перелік лабораторних робіт і кількість годин на їх проведення для кожної спеціальності відповідає робочим програмам відповідних дисциплін.

Лабораторна робота № 1 дослідження основних логічних елементів

МЕТА РОБОТИ

Вивчити основи аналізу і синтезу цифрових комбінаційних вузлів на основі логічних елементів.

Основні теоретичні відомості

В пристроях цифрової обробки інформації використовують елементи і функціональні вузли, вхідні і вихідні сигнали яких мають два фіксованих рівні напруги – низький і високий, наприклад, відповідно 0 і 5 В. Низькому рівню напруги звичайно відповідає символ (стан) логічного нуля “0”, а високому – символ (стан) логічної одиниці “1”. Елементи, які здійснюють найпростіші операції з такими двійковими сигналами називають логічними елементами. Вони дозволяють створювати цифрові функціональні вузли – дешифратори, мультиплексори, суматори, тригери та інші, а на їх основі – складні системи цифрової обробки інформації.

Основними логічними елементами є НЕ, АБО, І, які реалізують відповідно операції інверсії (логічного заперечення), диз’юнкції (логічного додавання), кон’юнкції (логічного множення), а також універсальні елементи АБО - НЕ, І - НЕ. Практичне використання має також двоходовий логічний елемент виключне АБО.

На принципових схемах логічні елементи зображають у вигляді прямокутників (рисунок 1.1), в яких вказують символ, що позначає виконувану елементом логічну операцію. Вхідні сигнали прийнято зображати ліворуч, а вихідні - праворуч відносно прямокутників.

а) б) в) г) д) е)

Рисунок 1.1 – Позначення логічних елементів: НЕ(а), АБО (б), І(в), АБО-НЕ(г), І-НЕ(д), виключне АБО(е)

Перетворення, що здійснюються в результаті операцій інверсії (НЕ), диз’юнкції (АБО), кон’юнкції(І), записують так:

; ; ,

а перетворення, що виконуються елементами АБО-НЕ, І-НЕ та виключне АБО:

; ; .

Результат тієї чи іншої операції може бути представлений у вигляді таблиці істинності (таблиця 1.1), в якій відображаються всі можливі комбінації станів вхідних сигналів і значення вихідного сигналу, що є результатом виконаної логічної операції.

Таблиця 1.1

Ч/ч

Значення вхідних сигналів

Значення вихідного сигналу елементів

Х₁

Х₂

НЕ

АБО

АБО-НЕ

І-НЕ

ВиклАБО

З таблиці 1.1 видно, що логічна сума дорівнює одиниці тоді, коли дорівнює одиниці хоча б один аргумент

; ; ; .

В результаті логічного множення сигнал логічної одиниці буде на виході тоді, коли всі аргументи дорівнюють одиниці

; ; ; .

Логічне заперечення (інверсія) одиниці дорівнює нулю, інверсія нуля – одиниці, а подвійна інверсія не змінює значення величини

;

На основі розглянутих рівнянь формулюються основні правила алгебри логіки:

а) незмінності або ;

б) універсальної і нульової множин відповідно:

та ;

в) повторення або ;

г) додатковості або ;

д) подвійного заперечення .

На основі логічних елементів реалізуються цифрові функціональні вузли, які поділяються на дві групи – комбінаційні та тригерні. В комбінаційних цифрових вузлах вихідні сигнали залежать від поточних значень вхідних сигналів. В тригерних цифрових вузлах вихідні сигнали залежать як від поточних значень вхідних сигналів, так і від їх попередніх значень. В тригерних вузлах відбувається запам’ятовування станів вихідних величин.

Синтез комбінаційних логічних кіл здійснюється в такій послідовності. Спочатку складається таблиця істинності логічного кола. На її основі записується логічна функція. Потім логічна функція спрощується (мінімізується) і перетворюється до зручного для реалізації вигляду. Синтез комбінаційного логічного кола завершується зображенням його принципової схеми.

Наприклад, необхідно реалізувати комбінаційний цифровий вузол з трьома входами, сигнал Y на виході якого дорівнює 1 тоді, коли більшість вхідних сигналів дорівнює 1.

1 Заповнюється таблиця істинності (таблиця 1.2).

Таблиця 1.2

Ч/ч	Х₁	Х₂	Х₃	Y
1	0	0	0	0
2	0	0	1	0
3	0	1	0	0
4	0	1	1	1
5	1	0	0	0
6	1	0	1	1
7	1	1	0	1
8	1	1	1	1

2 Логічну функцію, яку повинен реалізувати цифровий вузол, можна представити у вигляді суми логічних добутків (в диз’юнктивно нормальній формі) значень вхідних величин, що відповідають рядкам, для яких функція дорівнює “1”. Для запису

логічних добутків необхідно брати відповідні аргументи з інверсією або без неї в залежності від їх значень – відповідно “0” або “1”. В даному випадку отримаємо:

;