Установка ум 11м. Устройство и принцип работы

В основе принципа работы установки лежит метод изучения функциональных и электрических характеристик логических элементов и устройств цифровой техники (дешифраторов, мультиплексоров, счетчиков и т.д.) путем подачи входных воздействий и наблюдения и анализа выходных реакций элемента на эти воздействия.

Источником входных воздействий, кроме сигналов, вырабатываемых блоком задающим, могут служить логические уровни с выходов переключательных регистров блоков логических, а также сигналы, сформированные с помощью других логических элементов. Входные воздействия подключаются на входе исследуемого элемента с помощью коммутационных шнуров.

Реакцию изучаемого элемента можно изучать с помощью осциллографа или индикаторов единичных, подключаемых на выход самого элемента.

Конструктивно установка состоит из следующих узлов:

• корпуса;

•рамы;

• функциональных блоков:

1) блока задающего;

2) блока логического 1;

3) блока логического 2;

4) блока дешифраторов;

5) блока мультиплексоров;

6) блока установочного;

7) блока счетчиков;

• платы ИИ, выполняющей функцию блока питания установки.

На панели выведены контрольные и коммутационные гнезда, а также индикаторы единичные, установленные и распаянные в печатных платах.

У сменных блоков (блока дешифраторов, блока мультиплексоров, блока установочного и блока счетчиков) платы снизу закрываются дном из прозрачного оргстекла.

Функциональные блоки имеют четыре типоразмера. Каждый из блоков может быть установлен только на свое определенное место на раме.

На лицевых панелях функциональных блоков нанесены мнемонические схемы элементов и устройств, входящих в блок.

Блок задающий служит для задания входных воздействий на изучаемые элементы.

Блок логический 1

Переключательный регистр блока вырабатывает на своих гнездах потенциальные уровни логического 0 и логической 1.

Когда кнопка не нажата, на верхнем гнезде пары уровень логической единицы, на нижнем - уровень логического нуля.

Если кнопка нажата, на верхнем гнезде пары уровень логического нуля, на нижнем - уровень логической единицы.

Логические элементы И (микросхема К155ЛИ1, обозначенные на панели "&") выполняют функцию "конъюкции" входных переменных.

Логические элементы "отрицание равнозначности" (микросхема К155ЛП5, обозначенные на панели "=1") выполняют функцию "сумма по модулю 2" входных переменных.

Логические элементы ИЛИ (микросхема К155ЛЛ1, обозначенные на панели "1") выполняют функцию "дизъюнкции" входных переменных.

Логические элементы "повторитель" с тремя состояниями выхода (микросхема К155ЛП8, обозначенные на панели "1", обозначение входов "X" и "EZ") осуществляют передачу сигналов со входа "X" на выход при наличии уровня логического нуля на управляющем входе "EZ". При наличии на входе "EZ " уровня логической единицы выход элемента переходит в высокоимпедансное состояние.

Триггерные схемы с комбинированными входами, с динамическим управлением записью типа D) (микросхемы К155ТМ2) имеют непосредственную индикацию на прямом выходе.

Индикаторы единичные блока «загораются» при подаче на входы уровня логической единицы и гаснут при подаче уровня логического нуля.

При незадействованных входах индикаторы «гореть» не должны.

Блок логический 2

Логические элементы И-ИЛИ-НЕ (микросхема К155ЛР1, обозначенные на панели &1) выполняют функцию Х1 Λ Х2 v ХЗ Λ Х4, где Λ - конъюнкции, v- дизъюнкция, Х1, Х2, ХЗ, Х4 - входные переменные.

Логические элементы "расширитель" (микросхема К155ЛД1, обозначенные на панели &, обозначение выходов "К" и "Е") при подключении к расширяемому элементу И-ИЛИ-НЕ выполняют функцию И - конъюнкции входных переменных, а расширяемый элемент - функцию ИЛИ-НЕ. Соединяемые выводы расширителя и расширяемого элемента обозначены буквами "К" и "Е".

Логические элементы И-НЕ (микросхемы К155ЛАЗ, К155ЛА1, К155ЛА4, обозначенные на панели "&" со знаком инверсии на выходе) выполняют функцию "отрицание конъюнкции" входных переменных.

Логические элементы ИЛИ-НЕ (микросхема К155ЛЕ4, обозначенные на панели "1" со знаком инверсии на выходе) выполняют функцию "отрицание дизъюнкции" входных переменных.

Триггерные схемы с комбинированными входами со статическим управлением записью (микросхемы К155ТВ1) являются триггерами J—К типа и имеют встроенную индикацию состояния на прямом выходе.

К гнездам, обозначенным "+", подключено напряжение +5 В через резистор 1 кОм. К гнездам, обозначенным " ┴", подключен вывод "общий" источника питания.

Блок мультиплексоров

Сдвоенный мультиплексор 4-1 (микросхема К155КП2) позволяет решать следующие функции:

• выбор одного из информационных каналов;

• реализация логической функции параллельно-последовательного преобразователя;

• мультиплексирование с 4 линий на 1.

Сигнал на выходе мультиплексора с канала, определяемого адресными входами "1" и "2" появляется только при наличии на входе ERD уровня логического нуля (см. табл. 2.1).

Таблица 2.1 - Таблица истинности состояний сдвоенного мультиплексора К155КП2

Адресные входы

Входы верхние

Выход

( Входы нижние

Выход

ERD1

ERD2

Х

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X - значение сигнала на входе любое - "0" или "1", не влияет на состояние выходов.

Мультиплексор на 8 каналов (микросхема К155КП7) осуществляет передачу информации с одного из входов "0, 1...7", выбранного по коду адреса на адресных входах "I", "2", "4" при наличии потенциала низкого уровня на входе стробирования ERD. Таблица истинности состоянии приведена в табл.2.2.

Таблица 2.2. - Таблица истинности состояний мультиплексора К155КП7

Состояние входов

Состояние выходов

информационных DO 1 2 3 4 5 6 7

ERD

адресных 0 1 2

прямого

инверсного

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

0

X

X

X

X

X

X

X

0

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

I

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X - значение сигнала на входе любое - "0" или "1" - не влияет на состояние вводов.

Четырехразрядный мультиплексор 2-1 (микросхема КР531КП11) осуществляет передачу информации с одного из двух входов, выбранных с помощью адресного сигнала "А" на вход существующего разряда при наличии на стробирующем входе "EZ" сигнала низкого уровня. При подаче на вход "EZ" сигнала высокого уровня все выходы ZO, Z1, Z2, Z3 мультиплексора устанавливаются в состояние высокого импеданса. Табли­ца истинности состояний приведена в табл. 2.3.

Таблица 2.3 - Таблица истинности состояний мультиплексора КР531КП11

Состояние входов

Состояние выходов

информационных 0 1 2 3 4 5 6 7

EZ

адрес SE

ZO

Z1

Z2

Z3

X

Х

X

X

X

X

X

X

X

Z

Z

Z

Z

Рис. 2.1. Условные графические обозначения мультиплексоров

3. Задание на лабораторную работу

1. Ознакомиться с теоретической частью.

2. Изучить описание лабораторного стенда УМ-11 или УМ-11М.

3. Выполнить синтез оптимальных схем на основе мультиплексоров и собрать их на стенде. При отсутствии мультиплексора на нужное число входов синтезировать мультиплексор по линейной или пирамидальной структуре.

4. Продемонстрировать работу схем преподавателю.

5. Оформить отчет по лабораторной работе.

Таблица индивидуальных заданий
для синтеза одновыходовой комбинационной схемы на мультиплексорах

Таблица 3.1.

№ вари-анта	Реализуемая переключательная функция	№ вари-анта	Реализуемая переключательная функция
	f ^4 = Ù (0, 5, 6, 7, 9, 10, 13, 14)		f ^4 = Ú (3, 6, 8, 11, 15), ÙÚ (0, 15)
	f ^4 = Ú (2, 4, 13, 15), ÙÚ (7, 12)		f ^4 = (0, 3, 4, 5, 9), ÙÚ (10, 11, 12)
	f ^4 = Ú (0, 4, 9, 10, 11, 13, 15)		f ^4 = Ú (0, 1, 7, 9, 10, 13), ÙÚ (4)
	f ^4 = Ú (3, 4, 7, 10, 11), ÙÚ (1, 13)		f ^4 = Ú (1, 5, 7, 10, 11,), ÙÚ (3)
	f ^4 = Ú (0, 1, 2, 4, 7, 8, 13), ÙÚ (0)		f ^4 = Ú (1, 3, 4, 7, 9, 15), ÙÚ (0)

Таблица индивидуальных заданий
для синтеза одновыходовой комбинационной схемы на дешифраторах

Таблица 3.2.

№ варианта	Реализуемая переключательная функция	№ вари-анта	Реализуемая переключательная функция
	f ^5 = Ú (0, 4, 20, 21)		f ^5 = Ú (6, 9, 10, 17, 19)
	f ^5 = Ú (7, 9, 22, 23)		f ^5 = Ú (8, 9, 10, 11, 21)
	f ^5 = Ú (2, 10, 15, 19)		f ^5 = Ú (0, 1, 3, 20, 22)
	f ^5 = Ú (1, 3, 5, 11, 17)		f ^5 = Ú (3, 4, 8, 10, 20)
	f ^5 = Ú (4, 11, 12, 16, 18)		f ^5 = Ú (0, 4, 10, 13, 20)

Дата добавления: 2015-05-09