Порядок выполнения работы. Приборы, оборудование и документация

Приборы, оборудование и документация

1 Универсальный лабораторный стенд по цифровой технике ОАВТ.

2 Сменные платы П2 и П3.1.

3 Технологические карты II-1, II-2, II-4, II-7, II-8.

4 Набор соединительных проводов.

5 Методическое руководство к занятию.

1 Проверка подготовки студентов к занятию по вопросам для самоконтроля в виде фронтального или программированного опроса.

2 Инструктаж по порядку выполнения эксперимента и технике безопасности.

3 Исследовать асинхронный RS-триггер на ЛЭ 2 ИЛИ-НЕ в статическом режиме. Для этого:

3.1 Установить сменную плату П2 в разъем и наложить технологическую карту II-1 (рисунок 1) на переднюю панель стенда.

3.2 Изучить принципиальную электрическую схему контроля работы RS-триггера (рисунок 1), назначение органов управления и элементов индикации. Следует помнить, что сигнал на вход S подается с помощью кнопки SB3, а на вход R – с помощью кнопки SB2. Активный высокий уровень сигнала на входах индицируется с помощью светодиодов HL1, HL2. Состояние триггера определяется с помощью светодиода HL3.

3.3 Включить питание стенда. Подавать с помощью кнопок SB2 и SB3 все возможные комбинации сигналов на входы S и R и контролировать состояние триггера. Предыдущее состояние триггера Q_t устанавливать путем подачи соответствующих сигналов на входы S и R. Результаты контроля записать в таблицу 3 и сделать выводы.

Рисунок 1 – Принципиальная электрическая схема контроля работы асинхнронного RS-триггера на ЛЭ 2 ИЛИ-НЕ (технологическая карта II-1)

Таблица 3 – Таблица состояний с результатами контроля работы асинхронного RS-триггера на ЛЭ 2 ИЛИ-НЕ

Входы	Выход	Режим работы триггера
S	R	Предыдущее состояние	Следующее состояние
Qt	Qt+1

4 Исследовать асинхронный RS-триггер на ЛЭ 2 И-НЕ в статическом режиме. Для этого:

4.1 Наложить технологическую карту II-2 (рисунок 2) на переднюю панель стенда.

4.2 Изучить принципиальную электрическую схему контроля работы RS-триггера (рисунок 2). При этом следует помнить, что светодиодные индикаторы HL1 и HL2 индицируют активные (низкие) уровни сигналов на входах S и R. Сигнал на вход S подается с помощью кнопки SB2, а на вход R – с помощью кнопки SB3. Состояние триггера определяется с помощью светодиода HL3.

4.3 Подавать с помощью кнопок SB2 и SB3 все возможные комбинации сигналов на входы S и R и контролировать состояние триггера. Результаты контроля записать в таблицу 4. Сделать выводы (сравнить результаты контроля RS-триггеров в таблицах 3 и 4).

Рисунок 2 – Принципиальная электрическая схема контроля работы асинхронного RS-триггера на ЛЭ 2 И-НЕ (технологическая карта II-2)

Таблица 4 – Таблица состояний с результатами контроля работы асинхронного RS-триггера на ЛЭ 2 И-НЕ

Входы	Выход	Режим работы триггера
S	R	Предыдущее состояние	Следующее состояние
Qt	Qt+1

5 Исследовать D-триггер с прямым динамическим входом синхронизации на базе интегральной микросхемы К155ТМ2 в статическом режиме. Для этого:

5.1 Наложить технологическую карту II-4 (рисунок 3) на переднюю панель стенда.

5.2 Изучить принципиальную электрическую схему контроля работы D-триггера (рисунок 3). Уровень напряжения на входе D не индицируется, а определяется положением тумблера SA1. Состояние триггера определяется с помощью светодиода HL2.

Рисунок 3 – Принципиальная электрическая схема контроля работы D‑триггера на микросхеме К155ТМ2 (технологическая карта II-4)

5.3 Подавать с помощью тумблера SA1 информационный сигнал на вход D, а также сигнал синхронизации с помощью кнопки SB1 и определять состояние триггера. Результаты контроля записать в таблицу 5 и сделать выводы.

Таблица 5 – Таблица состояний с результатами контроля работы D‑триггера

Входы	Выход	Режим работы триггера
D	C	Предыдущее состояние	Следующее состояние
Qt	Qt+1
X
X
	↑
	↑
	↑
	↑
Примечание – Знаком «↑» обозначен положительный перепад напряжения на входе синхронизации C, а знаком «X» – произвольный уровень сигнала (0 или 1).

6 Исследовать T-триггер на базе интегральной микросхемы К155ТМ2 в статическом режиме. Для этого:

6.1 Наложить технологическую карту II-7 (рисунок 4) на переднюю панель стенда.

Рисунок 4 – Принципиальная электрическая схема контроля работы T‑триггера на микросхеме К155ТМ2 (технологическая карта II-7)

6.2 Изучить принципиальную электрическую схему контроля работы T-триггера (рисунок 4), назначение органов управления и элементов индикации. Соединить перемычкой на плате П2 инверсный выход триггера и вход D (клеммы Y1 и X2).

6.3 Подавать на счетный вход T-триггера импульсы с помощью кнопки SB1 и контролировать состояние триггера по светодиоду HL1. Результаты контроля записать в таблицу 6 и построить временные диаграммы работы триггера (рисунок 5). Временную диаграмму на выходе Q следует построить для трех импульсов синхронизации. Сделать выводы о соотношении частоты входных и выходных импульсов.

Таблица 6 – Таблица состояний с результатами контроля работы T‑триггера

Вход	Выход
T	Предыдущее состояние	Следующее состояние
Qt	Qt+1
↑
↑

Рисунок 5 – Временные диаграммы работы T‑триггера

7 Исследовать JK-триггер на базе интегральной микросхемы К155ТВ9 в статическом режиме. Для этого:

7.1 Заменить плату П2 на плату П3.1 при выключенном питании стенда, соединить перемычкой на плате П3.1 клеммы X1 и X2. Наложить на переднюю панель стенда технологическую карту II-8 (рисунок 6).

Рисунок 6 – Принципиальная электрическая схема контроля работы JK‑триггера на микросхеме К155ТВ9 (технологическая карта II-8)

7.2 Изучить схему контроля работы JK-триггера (рисунок 6), назначение органов управления и элементов индикации.

7.3 Подавать на входы JK-триггера различные комбинации сигналов в соответствии с таблицей 7 (светодиодные индикаторы HL1…HL5) и контролировать состояние триггера (светодиодные индикаторы HL6, HL7). Результаты контроля записать в таблицу 7 и сделать выводы.

8 После проверки преподавателем полученных результатов выключить питание стенда.

9 Ответить на контрольные вопросы.

10 Оформить отчет и сдать зачет.

Таблица 7 – Таблица состояний с результатами контроля работы JK‑триггера

Входы	Выход	Режим работы триггера
S	R	J	K	C	Предыд. сост.	След. сост
Qt	Qt+1
		X	X	X
		X	X	X
		X	X	X
		X	X	X
		X	X	X
		X	X	X
		X	X	X
		X	X	X
				↓
				↓
				↓
				↓
				↓
				↓
				↓
				↓
Примечание – Знаком «↓» обозначен отрицательный перепад напряжения на входе синхронизации C.

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1 Наименование и цель работы.

2 Перечень приборов, оборудования и документации.

3 Схемы контроля работы триггеров и соответствующие таблицы состояний (таблицы располагать в отчете рядом со схемой).

4 Временные диаграммы работы T-триггера (рисунок 5).

5 Выводы по результатам контроля.

6 Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1 Укажите, по какому перепаду импульсов синхронизации происходит запись информации в микросхемах К155ТМ2 и К155ТВ9?

2 Поясните, как на основе микросхем К155ТМ2 и К155ТВ9 получить T-триггер? Укажите разницу между ними.

3 Поясните принцип работы элементов индикации на светодиодных индикаторах, используемых в схемах контроля триггеров.

4 Укажите разницу между асинхронными RS-триггерами на ЛЭ 2 ИЛИ-НЕ и 2 И-НЕ.

5 Укажите, при каком условии JK-триггер переходит в режим хранения информации?

6 Укажите, при каких входных сигналах JK-триггер работает в режиме синхронной установки?

Требования к знаниям и умениям студентов

В результате выполнения лабораторного занятия студенты должны знать принципы построения и функционирования триггерных устройств.

Должны уметь читать и составлять принципиальные схемы цифровых устройств с применением триггеров, осуществлять их контроль и диагностику.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9

ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ РЕГИСТРОВ

Цель работы

1 Изучить микросхемы регистров схемотехники ТТЛШ и КМОП, их структуру, УГО, наименование и назначение выводов.

2 Исследовать работу регистра на интегральной микросхеме К155ИР1 в режимах параллельной загрузки, последовательной загрузки и кольцевого счетчика.

3 Сформировать практические навыки и начальные умения контролировать работу регистра с помощью светодиодных индикаторов в статическом режиме.

Домашнее задание

1 Повторить по [5] или [7] назначение, типы, принципы построения и работы регистров.

2 Повторить по [8] назначение, основные параметры и принцип работы регистра на интегральной микросхеме К155ИР1. Зарисовать УГО и таблицу состояний регистра К155ИР1, указать назначение выводов.

3 Подготовить ответы на вопросы для самоконтроля.

4 Выполнить индивидуальное задание. Изучить заданную микросхему регистра (таблица 8).

Таблица 8 – Исходные данные для домашнего индивидуального задания

Номер варианта	Условное обозначение	Схемотехника	Кодовое слово
международное	прототип
	SN54ALS373	1533ИР22	ТТЛШ
	IN74HC165AN	ЭКР1564ИР9	КМОП
	SN54ALS374	1533ИР23	ТТЛШ
	IN74HC374AN	ЭКР1564ИР23	КМОП
	SN54ALS573	1533ИР33	ТТЛШ
	IN74AC273N	ЭКР1554ИР35	КМОП
	SN54ALS873	1533ИР34	ТТЛШ
	IN74AC373N	ЭКР1594ИР22	КМОП
	SN54ALS574	1533ИР37	ТТЛШ
	IN74HC534AN	ЭКР5564ИР41	КМОП

4.1 Выбрать из таблицы 8 микросхему регистра для заданного варианта.

4.2 Определить по [8] (для схемотехники ТТЛШ) или приложению В (для схемотехники КМОП) тип и разрядность заданного регистра, зарисовать его УГО, таблицу состояний. На УГО проставить номера выводов микросхемы регистра.

Кратко описать принцип построения и работы в различных режимах заданной микросхемы регистра.

4.3 Указать на УГО заданной микросхемы регистра уровни информационных и управляющих сигналов, которые следует подать на входы для записи заданного кодового слова (таблица 8) в режиме параллельной загрузки.

4.4 Определить по [8] или приложению Б основные статические и динамические параметры заданной микросхемы регистра. Результат записать в таблицу, аналогичную по форме таблицы 2.

Вопросы для самоконтроля

1 Поясните назначение регистров и укажите их типы.

2 Поясните принцип построения и работы параллельного регистра на D-триггерах с прямым динамическим входом синхронизации.

3 Поясните принцип построения и работы последовательного регистра на D-триггерах с прямым динамическим входом синхронизации. Зарисуйте логическую схему и временные диаграммы для последовательной загрузки кодового слова 1010.

4 Начертите условное графическое обозначение микросхемы К155ИР1 и поясните назначение выводов.

5 Укажите возможные режимы работы регистра на микросхеме К155ИР1 и условия их обеспечения.

6 Поясните, как на микросхеме К155ИР1 обеспечить сдвиг кодового слова влево?

Дата добавления: 2014-12-17