Порядок выполнение работы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

Моделирование схем цифровых устройств

Цель работы

1.1Изучить свойства цифровых комбинационных и последовательностных устройств

1.2 Получить навыки построения и настройки цифровых устройств

Литература

2.1 Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics WorkBench и ее применение/ Под редакцией В.Н. Карлащук. М.: «СОЛОН - Р», 2001, 726 с.

Подготовка к работе

3.1 Повторить материал по теме «Цифровые устройства»

3.2 Ответить на вопросы допуска

1) Какие цифровые элементы относятся к комбинационным устройствам?;

2) Перечислите цифровые элементы последовательностного типа;

3) Какие измерительные приборы используются в цифровых устройствах?

3.3 Подготовить бланк отчета для лабораторной работы

Основное оборудование

4.1 ЭВМ

4.2 Программа симулятор EWB 5.0

4.3 Методические указания к лабораторной работе 3

Содержание отчета

5.1 Название и цель работы

5.2 Принципиальные схемы исследуемых устройств

5.3 Временные диаграммы сигналов в контрольных точках

5.3 Ответы на вопросы в заданиях

5.4 Ответы на контрольные вопросы

6 Контрольные вопросы

6.1 Как активизировать логический конвертер для получения логической функции?

6.2 Как настроить логический конвертер для синтеза схемы по заданным входным сигналам?

6.3 Каким прибором одновременно исследуют несколько сигналов в цифровых устройствах?

6.4 Объясните устройство и возможности применения генератора цифровых слов

Порядок выполнение работы

7.1 Исследовать работу полного двухразрядного сумматора

- Собрать схему для исследования работы полного двухразрядного сумматора, изображенную на рисунке 1.

Интегральные микросхемы DA1, DA2 – одноразрядные сумматоры. A, B – входы суммируемых операндов, Ci – вход переноса из младшего разряда, а Co – выход переноса в старший разряд. Логический преобразователь (Logic converter) позволяет получить значения всех входных и выходных переменных в виде таблицы истинности. Переключатель (клавиша Spice) для анализа переменных на выходах S1 и S2.

- Активизировать логический преобразователь двойным щелчком левой мыши, выбрать верхнюю команду на его панели.

- Записать таблицу истинности в отчет и проанализировать результаты для двух положений переключателя .

7.2 Изучить синтез логических устройств с помощью логического преобразователя

-

Рисунок 2 – Лицевая панель логического

преобразователя

Активизировать курсором две клеммы – кнопки, например A, B. Внести изменения в правом столбце OUT, например 1010. Выполнить команду синтеза логической функции (вторая сверху), в нижней строке появится выражение логической функции, записать в отчет.

Минимизировать функцию - третья команда сверху и синтезировать схему (пятая сверху). Результат нанести в отчет.

- Синтезировать логическую схему с тремя входами, если на выходе сигналы 10001001. Таблицу истинности и схему зарисовать в отчете.

7.3. Исследовать работу универсального триггера

- Собрать схему для исследования работы триггера JK - типа, приведенную на рисунке 3. Зарисовать условное обозначение триггера и подписать назначение всех выводов.

Назначение выводов:

S, R – статические входы установки триггера в 1 и 0 соответственно,

J, K – динамические входы для установки триггера в 1 и 0 соответственно,

C – вход синхронизации с переключением по фронту синхросигнала,

Выводы справа – вверху прямой выход, внизу – инверсный выход.

Рисунок 3 – Схема исследования

работы JK – триггера

- Генератор цифровых слов формирует запрограммированную импульсную последовательность, записанную в файле Код задания 2.dp(команды Pattern – Open – Accept …показать путь к лаб_раб_ЭВМ_3)

- Включить схему, активизировать логический анализатор и изучить работу схемы, меняя положение переключателей. Какие уровни на входах установки разрешают работу триггера?

Зарисовать временные диаграммы для различных положений переключателей.

- Зарисовать таблицу истинности JK- триггера, воспользовавшись помощью/ справкой (Help).

7.4. Исследовать схему для задержки сигнала на D- триггерах

- Собрать схему формирующую задержку входного сигнала, приведенную на рисунке 4.

- Зарисовать условное обозначение триггера и подписать назначение всех выводов.

Генератор цифрового слова дополнительно формирует сигнал синхронизации, поступающий на входы C1 всех триггеров. Переключателем подключают осциллограф к выходу последнего каскада, увеличивающего задержку.

- Включить схему, зарисовать в отчете временные диаграммы входного и выходных сигналов, используя переключатель (клавиша Space).

Рисунок 4 –Схема для изучения работы схемы задержки сигнала

- Сравнить амплитуды, длительности, периоды сигналов импульсной последовательности. Чем отличаются сигналы? Записать вывод в отчет.

7.5 Изучить схему включения и режимы работы регистра серии 74195

-

Рисунок 5 –Схема исследования регистра с параллельной загрузкой

- Зарисовать условное обозначение регистра и подписать назначение всех выводов.

Интегральная микросхема 74195 представляет собой четырехразрядный сдвиговый регистр с статическими входами для загрузки чисел в параллельном или последовательном коде.

Для изучения свойств регистра выделить объект, правой клавишей мыши вызвать меню и выбрать Help (Помощь). Возможные значения переменных на входах и выходах приведены в таблице 1. Запишите таблицу 1 в отчет.

Таблица 1 – Режимы работы регистра серии 74195

CLR` (Clear) – вход установки в начальное состояние (сброс), активный уровень 0

SHIFT/ LOAD` – сдвиг/параллельная загрузка, активные уровни 1/0 соответственно;

CLK (Clock) – вход синхронизации;

J, K` - входы триггера для последовательной загрузки 1 и 0 соответственно;

A, B, C, D – входы параллельной загрузки;

QA, QB, QC, QD – прямые выходы регистра, QD` - инверсный выход;

- Изучить режим параллельной загрузки регистра, установив переключатели в соответствии с таблицей 1.

Генератор цифровых слов циклически формирует 16 различных сигналов в 16- ричном коде от 0h до Fh. Выходное состояние регистра контролируется индикаторами, QD –старший разряд, а QA –младший разряд. Более темный индикатор соответствует 1. Записать результаты в отчет в виде таблицы 2.

Таблица 2

- Изучить режим последовательной загрузки регистра.

Рисунок 6 – Принципиальная схема включения

регистра с последовательной загрузкой

Обратить внимание на измененную настройку генератора цифрового слова, формирующего двенадцать однобитных слова. Записать входные и выходные сигналы в отчете в таблицу 3.

Таблица 3

7.6. Изучить схему включения и режимы работы счетчика серии 7493

-

Рисунок 7 – Схема изучения режимов работы счетчика

- Зарисовать условное обозначение счетчика и подписать назначение всех выводов (воспользоваться Help).

- Изучить принцип действия счетчика, результаты записать в таблицу 4.

Таблица 4

Поиск по сайту: