Собрать схему триггера. 4 страница

Микросхема К155ИД3 (рис. 15) представляет собой дешифратор 4 16 с входами Х₁…Х₄, выходами Y₀…Y₁₅ и дополнительными синхровходами С₀, С₁. При С₀=С₁=0 дешифратор реализует инверсии логических произведений входных сигналов:

; ; ; …;

.

Таким образом, на выходе, номер которого соответствует двоичному коду, действующему на входах Х₁…Х₄ дешифратора, сигнал равен нулю, на остальных выходах он равен единице. Если хотя бы один из сигналов на входах С₀, С₁ равен 1, на всех выходах сигналы равны 1 независимо от сигналов на входах Х₁…Х₄.

Р и с. 14. Мультиплексор Р и с. 15. Дешифратор

К155КП7 К155ИД3

Микросхема К155ИР1 (см. рис. 11) представляет собой универсальный четырехразрядный регистр сдвига.

К макету прилагается отдельный блок цифрового коммутатора, в котором имеется генератор прямоугольных импульсов с частотами 100, 50, 10, 5, 2,5 кГц, а также 8-канальный коммутатор логических сигналов для осциллографа. Диаграммы сигналов на выходах генератора изображены на рис. 16.

Кроме макета и блока цифрового коммутатора для выполнения работы требуется: источник питания типа ВУЛ-2 (1 шт.); осциллограф С1-68 (1 шт.).

Р и с. 16. Диаграммы сигналов на выходах генератора цифрового коммутатора

3. Порядок выполнения работы

1. Разработать комбинационную схему на основе дешифратора К155ИД3 для реализации логической функции, указанной преподавателем из комбинационных табл. 9 а и табл. 9 б.

Таблица 9 а

Номер набора

Наборы

Варианты Y

X4

X3

Х2

X1

Учитывая, что выходы дешифратора инверсны, при построении схемы целесообразно использовать формулы, вытекающие из теорем алгебры логики:

Таблица 9 б

Номер набора

Наборы

Варианты Y

X4

X3

Х2

X1

I

I

О

2. Собрать на макете разработанную комбинационную схему.

Необходимо иметь в виду, что отсутствие соединения какого-либо входа с источником сигнала равносильно подаче на этот вход логической единицы.

Подключить к макету напряжение питания 8…10 В. Задавая с помощью перемычек комбинации сигналов на входах с помощью дешифратора и контролируя выход Y осциллографа, определить экспериментально комбинационную таблицу.

3. Рассмотреть работу собранной схемы в качестве генератора заданной последовательности импульсов.

Для этого соединить выходы Q₁…Q₄ счетчика К155ИЕ5 со входами Х1…Х4 дешифратора, выход Q₁ счетчика соединить с его входом С₂, вход С₁ соединить с выходом генератора 50 кГц блока цифрового коммутатора, вход R₀ счетчика соединить с логическим нулем. На вход канала 1 коммутатора подать сигнал 50 кГц, на вход канала 2 – сигнал, снимаемый с выхода собранной схемы.

Выход блока развертки осциллографа (на правой боковой панели клемма ) соединить с гнездом коммутатора “напряж. развертки”. Переключатель синхронизации на осциллографе установить в положение 1:1 “внеш.”, вход Y осциллографа соединить с гнездами “Y” коммутатора, вход синхронизации осциллографа “внеш”. Соединить с выходом 2,5 кГц блока коммутатора. Подать на коммутатор напряжение питания 8…10 В. Установить переключателем “усиление” осциллографа желаемый масштаб диаграмм сигналов, находящихся на экране один под другим. Надлежащая синхронизация схемы устанавливается следующим образом:

- ручку “уровень” (на панели осциллографа) повернуть влево до упора (против часовой стрелки);

- ручкой “стабильность” добиться появления изображения сигналов на экране осциллографа, затем слегка довернуть ее влево с тем, чтобы изображение сигналов пропало;

- ручку “уровень” поворачивать вправо до появления на экране осциллографа устойчивого изображения сигналов;

- установить переключателем “длительность” желаемый масштаб изображения сигналов по оси Х. Зарисовать наблюдаемые на экране осциллографа диаграммы сигналов, схемы и объяснить их.

4. Разработать комбинационную схему на основе мультиплексора К155КП7, реализующую предыдущий вариант логической функции. В качестве входа X₄ использовать синхровход С. Собрать на макете разработанную схему. Определить экспериментально комбинационную таблицу схемы так же, как и в п. 2. Рассмотреть работу схемы в качестве генератора заданной последовательности импульсов таким же образом и с использованием того же оборудования, что и в п.2.

Подключить выходы счетчика Q_1…Q₄ ко входам каналов 3…6 коммутатора. Зарисовать наблюдаемые на экране осциллографа диаграммы сигналов и объяснить их.

5. Разработать схему преобразования последовательного кода в параллельный или параллельного кода в последовательный с использованием регистра К155ИР1. В качестве источника синхросигнала и источника последовательного кода использовать формирователи одиночных импульсов, управляемые кнопками К ₁, К ₂. Определить теоретически диаграммы сигналов в схеме и объяснить их. Вариант преобразуемого кода задается преподавателем из табл. 10 и табл. 11.

Таблица 10

I5

X1

X2

X3

X4

Таблица 11

X1

X2

X3

X4

Определить экспериментально диаграммы сигналов в схеме и сравнить их с теоретическими.

6. Собрать одну из указанных преподавателем схем делителей частоты (рис. 12). Используя осциллограф и блок цифрового коммутатора, определить диаграммы сигналов на входе и выходах схемы. Зарисовать диаграммы сигналов и объяснить их.

Разобрать схему и убрать за собой рабочее место.

4. Содержание отчета

Отчет должен содержать разработанные комбинационные схемы, схемы генераторов, преобразователя хода, делителя частоты, диаграммы сигналов, действующих на входах и выходах разработанных схем, описание диаграмм.

Контрольные вопросы

1. Как управлять схемой мультиплексора?

2. Как собрать комбинационную схему на основе мультиплексора?

3. Как собрать генератор последовательности импульсов на основе мультиплексора?

4. Как собрать схему дешифратора?

5. Как собрать комбинационную схему и генератор последовательности импульсов на основе дешифратора?

6. Как управлять работой универсального регистра К155ИР1?

7. Как собрать схему делителя частоты на основе регистра – микросхемы К155ИР1?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника: учебное пособие. Изд. 6-е, перераб. и дополн. – Ростов на Д.: Феникс, 2007. – 703 с.

2. Угрюмов Е. Цифровая схемотехника. – СПб.: БХВ, 2001. – 528 с.

3. Валенко В.С. Полупроводниковые приборы и основы схемотехники электронных устройств. – М.: ДОДЭКА-XXI. 2001. – 365 с.

4. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники. Изд. 2-е. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000. – 488 с.

2. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ИЗУЧЕНИЮ

МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВ

Цель практикума: изучение организации аппаратных средств и программирования простейших микропроцессорных устройств.

Описание лабораторной микроЭВМ.

1. Аппаратная часть микроЭВМ

Лабораторная микроЭВМ разработана на базе микропроцессорного набора КР 580 на кафедре “Информационно-измерительная техника” Самарского государственного технического университета.

В комплект лабораторного микроЭВМ входят микрокомпьютер, источник питания, логический пробник.

Лабораторная микроЭВМ предназначена для ознакомления с особенностями построения микропроцессорных схем, исследования методов программирования и работы микросхем, входящих в микропроцессорный комплект. МикроЭВМ имеет открытую конструкцию и набор индикаторов, позволяющих наглядно изучать процессы преобразования информации в ней.

Структура микроЭВМ сходна со структурой, описанной в [1, 2].

На панели микроЭВМ имеются средства индикации, клавиатура и переключатели.

Средства индикации включают в себя:

- четыре индикатора содержимого регистра адреса;

- два индикатора содержимого регистра данных;

- линейку из 16-ти светодиодов для индикации состояния шины адреса;

- линейку из 8-ми светодиодов для индикации состояния шины данных;

- четыре светодиода (чтение ЗУ, запись ЗУ, чтение ВВ, запись ВВ) для индикации состояния шины управления;

- линейку из 8-ми светодиодов для индикации состояния порта вывода;

- два светодиода для индикации сигналов процессора “ожидание” и “разрешение прерывания”;

- два светодиода для индикации режима микроЭВМ (автомат/такт) и состояния спикера.

Клавиатура содержит функциональные клавиши, клавиши данных и вспомогательные клавиши.

Функциональные клавиши предназначены для сброса микроЭВМ (СБР); запуска программы (ИСП); выполнения программы по шагам (ШГ); выполнения программы по тактам (ТКТ); просмотра содержимого регистров общего назначения процессора (РОН); передачи содержимого регистра адреса в программный счетчик (РС); записи адреса в регистр адреса с помощью клавиш данных (РА); записи данных в регистр данных с помощью клавиш данных (РД); инкремента или декремента адреса (РА+, РА–) соответственно.

Клавиши данных включают 16 клавиш и предназначены для ввода шестнадцатеричных чисел в ЭВМ.

Вспомогательные клавиши предназначены для ручного тактирования процессора (ТАКТ), запроса на прерывание процессора (ТПР).

Кроме индикаторов и клавиатуры на панели микроЭВМ расположены два ползунковых переключателя.

Один переключатель (трехразрядный) расположен возле клавиши ТПР и предназначен для задания адреса-вектора прерывания.

Второй переключатель (восьмиразрядный) подключен к порту ввода микроЭВМ.

На панели микроЭВМ имеются также контрольные гнезда АО...А15, DО...D7, ЧТЗУ, ЗПЗУ, ЧТВВ, ЗПВВ для подключения щупа логического пробника к соответствующим линиям и дна разъема для подключения логического пробника и источника питания, а также гнездо для подключения бытового магнитофона.

2. Математическое обеспечение микроЭВМ

В постоянное запоминающее устройство микроЭВМ емкостью 4К записана программа “Монитор”, обеспечивающая ввод информации пользователем и управление работой с помощью клавиатуры, вывод информации на индикаторы, просмотр памяти, исполнение программы в автоматическом и отладочном режимах, а также в режимах ТАКТ и ШАГ.

Программа “Монитор” обеспечивает также запись и считывание содержимого памяти на бытовой магнитофон.

Адресное пространство памяти микроЭВМ изолировано от адресного пространства портов ввода-вывода. Оперативное запоминающее устройство имеет емкость 1К.

Распределение адресного пространства памяти приведено в табл. 1.

Таблица 1

Дата добавления: 2015-05-26