Измерьте период выходного сигнала и введите полученный результат в компьютер.
Отчет к лабораторной работе должен содержать:
При защите работы уметь объяснить каждый из полученных результатов. Лабораторная работа № 4. Основные узлы цифровой техники.
Литература: 5. А.А. Коваленко, М.Д. Петропавловский. Основы микроэлектроники: Учебное пособие. ‑ Барнаул: Изд‑во БГПУ, 2005. – 222 с. 6. В.С. Ямпольский. Основы автоматики и электронно-вычислительной техники. – М.: Просвещение. – 1991. – 223 с. 7. Лекции 8. Руководство к выполнению виртуальных лабораторных работ с помощью программы моделирования электрических схем Electronic Workbench 5.12
Ход работы:
15. Исследуйте работу мультиплексора-демультиплексора. Для этого в программе EWB откройте схему мультиплексора-демультиплексора. (файл E:\MeLabs\lab4\mux_8_1.ewb). Включите моделирование. Исследуйте работу демультиплексора (demux), набирая нажатием клавиш A, B, C двоичный код адреса шины 0’-7’, на который поступает сигнал с информационного входа G’. При этом на индикаторе высвечивается 16-ричный код выбранной выходной шины.
Обратите внимание, что выходы 0’-7’ инверсные, и информационный вход G’ тоже, поэтому сигнал на выбранном выходе соответствует уровню входного сигнала G’ (логический нуль). Наберите клавишами A, B, C предложенный Вам в задании код и включите моделирование. Запишите двоичный код выходных сигналов демультиплексора и преобразуйте его в 16-ричный. Введите ответ в виде HL, где H-старшие четыре бита, а L – младшие (см. обозначения индикаторов). Исследуйте работу мультиплексора (mux). Для этого с помощью демультиплексора установите на одном из входов D0-D7 нулевой потенциал. Убедитесь, что на выходе Y сигнал с выбранного информационного входа появляется только при совпадении кода адреса A, B, C, набираемого нажатием клавиш 1, 2, 4, с номером выбранного входа. Обратите внимание на зависимость работы мультиплексора от состояния входа стробирования G’. Снова введите код задания. Получите на выходе Y исходный сигнал G’ (логический ноль). Запишите состояние входа мультиплексора в шестнадцатиричном коде. Подробно опишите работу исследованных узлов (мультиплексора и демультиплексора).
16. Исследуйте работу суммирующего счетчика. Откройте схему суммирующего счетчика (файл E:\MeLabs\Lab4\СЧЕТЧИК_СУМ.ewb). Счетчик состоит из четырех D‑триггеров с входами предустановки (переключатель R – осуществляет сброс триггеров).
Включите моделирование. Подайте на вход С счетчика n импульсов. Запишите результат в шестнадцатиричном коде. 17. Исследуйте работу реверсивного счетчика. Откройте схему реверсивного счетчика (файл E:\MeLabs\Lab4\РЕВЕРС_СЧЕТ.ewb). Сформируйте на входе предустановки счетчика (кнопки A-D) число N (запись осуществляется клавишей Space). В прямом счете (DOWN=1) подайте ключом T – X входных импульсов (Внимание: при переключении кнопок U необходимо, чтобы ключ T находился в верхнем положении, иначе счетчик будет отсчитывать импульсы).
Далее в обратном счете (UP=1) подайте Y импульсов. Запишите ответ в шестнадцатиричном коде. Примечание: на входе счетчика реализована антидребезговая схема.
18. Исследуйте работу параллельного регистра. Откройте схему параллельного регистра (файл E:\MeLabs\Lab4\регистр_пар.ewb). Изучите его работу.
Задайте входами A, B, M, N соответствующую последовательность значений: XXXX. Запишите последовательность в регистр сигналом синхронизации C. Запишите результат в шестнадцатиричном коде.
19. Исследуйте работу последовательного регистра, для чего необходимо открыть в программе EWB файл E:\MeLabs\Lab4\регистр_посл.ewb. Изучите работу регистра. Назначение входов: S, R – входы предустановки; D – информационный вход; С – вход синхронизации; вход O – определяет режим работы регистра (сдвиговый/циклический).
Последовательно занесите в регистр код Вашего варианта (X). В режиме циклирования подайте Y импульсов синхронизации. Запишите шестнадцатиричный код выхода.
20. Исследуйте работу счетчика 7469 в режиме делителя частоты. Для этого выберите из библиотеки Digital интегральную схему счетчика 7469 (Dual 4-bit Binary Counter). Микросхема состоит из двух счетчиков 1 и 2. Причем 1-й счетчик разделен на два независимых одно- и трех-битных счетчика, управляемых соответствующими сигналами 1CLKA и 1CLKB. Поэтому для организации четырехразрядного двоичного счетчика необходимо завести сигнал с выхода 1QA на вход 1CLKB.
Предварительно на листе бумаги нарисуйте схему счетчика-делителя в соответствии с Вашим номером варианта и покажите ее преподавателю. Соберите делитель частоты с заданным коэффициентом деления. Подайте на вход счетчика прямоугольные импульсы от функционального генератора и получите осциллограмму со старшего счетного бита выхода Q (для нормальной работы схемы к входу осциллографа рекомендуется подключить буферный повторитель (Buffer)). Измерьте длительность сигнала.
Отчет к лабораторной работе должен содержать:
При защите работы уметь объяснить назначение и функционирование каждого из исследованных узлов, а также временные диаграммы их работы. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5 ИССЛЕДОВАНИЕ АРИФМЕТИЧЕСКО-ЛОГИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА
Оборудование: Стенд ОАВТ, плата П6, технологическая карта V.1 Литература: Основы автоматики и ЭВТ, 1991, 4.4. Лекции.
Стенд ОАВТ В верхней части Стенда установлен разъем X1, предназначенный для подключения сменных плат с исследуемыми устройствами. На передней панели Стенда для ввода информации и задания режимов работы исследуемых устройств установлены тумблеры SA1-SA5 (вверх - уровень логической «1», вниз – «0») и кнопки SВ2, SB3 (ненажата – «1», нажата – «0»). Кнопка SB1 подключена к схеме защиты от «дребезга». С помощью этой кнопки формируется импульс с крутыми фронтами. Этот блок в дальнейшем на схемах обозначается как формирователь одиночного импульса (Fп). Для SB1: ненажата – «0», нажата – «1» На Стенде установлен светодиодный дисплей из девяти светодиодов HL1-HL9 («1» - светодиоды светятся, «0» - нет) и семисегментного индикатора HG1.
Плата П6 В этом задании используются расположенные на плате П6 следующие ИМС: дешифратор К155ИД4 (D1), параллельные регистры К155КТМ5 (D5, D6, D7), счетчик двоичный реверсивный с предустановкой К155ИЕ7 (D10), арифметически-логическое устройства К155ИП3 (D9).
На входы К1-К4 подается четырехразрядное слово К (операнд К), на входы В1-В4 аналогичное слово - операнд В. Результат выполнения логических преобразований или арифметических действий поступает в виде четырехразрядного слова на выходы F. АЛУ имеет 4 входа выбора S0-S3, с помощью которых можно выбрать 16 функций устройства, а, учитывая режим на входе М - 32 функции. В МС имеется вход Ро и выход Р сигналов переноса и выход признака равенства данных А=В. На этом выходе (с открытым коллектором) будет сигнал «1», если выходы всех разрядов находятся в состоянии «1». Схема исследования АЛУ (плата VI, карта VI — 1) содержит следующие блоки: 1. Блок ввода данных (операндов К и В, кода операций S). Блок состоит из кнопки SВ1 и счетчика D10. Для ввода данных (любого четырехразрядного числа) нажимают необходимое число раз на кнопку SB1. Набранное число с выходов D10 поступает в общую шину данных, которая подключена к информационным входам всех оперативных регистров, а также к блоку индикации (D3 и HG1). 2. Арифметико-логическое устройство. Значения операндов К и В, а также кодов выполняемых операций S подаются от соответствующих регистров (D5, D6, D7), управляющий сигнал M (логические или арифметические операции) от тумблера SA4, сигнал переноса Ро от тумблера SA5. На индикацию (светодиод HL6) выводится сигнал переноса Р в старший разряд (переполнение разрядной сетки). Результат операции, выполненный АЛУ, записывается в регистр-аккумулятор (D10), совмещенный со счетчиком блока ввода данных. Для перевода D10 в режим регистра-аккумулятора на вход V D10 подают «0». Этому режиму соответствует свечение светодиода HL5.
3. Блок оперативных регистров: RG(D5) - К, RG(D6) - В, R6(D7) - S, в которые может быть записана информация с общей шины. Для записи этой информации на вход синхронизации С соответствующего регистра подается управляющий сигнал с уровнем «1». Контроль этих сигналов осуществляется светодиодами HL1-HL3. 4. Дешифратор кода команд на МС К155ИД4 (D1), переключателях SA1, SA2, SA3 и SB3. В зависимости от набранного переключателями SA1-SA3 кода, при нажатии кнопки SB3 на одном из пяти используемых выходов дешифратора D1 появится сигнал с уровнем «0». Сигналы с выходов 0, 1, 2, 4, проинвертированные МС D3 (не показана на карте) поступают на входы С регистров D5-D7 и вход R счетчика D10 (уровнем «1»). Коды всех команд и соответствующая им индикация приведены в таблице:
Т.е., при работе со стендом необходимо выполнять следующую последовательность операций: 1. Ввести код операции, нажимая кнопку SB1 необходимое число раз. 2. Набрать переключателями SA3, SA2, SA1 адрес 010, соответствующий регистру кода операций. 3. Нажав кнопку SВ3, переписать введенный код операции в регистр D7. 4. Ввести операнд К (от 0 до F) с помощью кнопки SB 1. 5. Набрать адрес регистра операнда К (SA3, SA2, SA1 = 000) и, нажав на кнопку SB3, переписать введенное значение операнда К в регистр D5. 6. Ввести операнд В (от 0 до F) с помощью кнопки SВ1. 7. Набрать адрес регистра операнда В (SA3, SA2, SA1 = 001) и, нажав кнопку SВ3, переписать введенное значение операнда В в регистр D6. 8. Набрать адрес регистра-аккумулятора (SA3, SA2, SA1 = 101) и. нажав на кнопку SB3, переписать результат выполнения заданной операции (S, M, Po) над введенными операндами (К и В) с выхода АЛУ в регистр-аккумулятор D10. Результат операции считывается в виде шестнадцатиричного кода с НG1 и сигнала переноса в старший разряд (только при выполнении арифметических операций) с индикатора HL6. 9. Если полученный результат является промежуточным и его необходимо использовать в дальнейшем в качестве одного из операндов, то с выхода регистра-аккумулятора его переписывают или в регистр D5 или в регистр D6, повторяя соответственно операции 5 или 7.
|
К155ИП3 - четырехразрядное АЛУ. В зависимости от сигнала на вход М оно может работать в двух режимах, выполняя либо 16 логических («1» на вход М), либо 16 арифметических операций («0» на М).
