Методические указания к дисциплине по выполнению лабораторных работ (практикумов) для студентов заочной формы обучения по специальности 140211 «Электроснабжение» icon

Методические указания к дисциплине по выполнению лабораторных работ (практикумов) для студентов заочной формы обучения по специальности 140211 «Электроснабжение»



Смотрите также:
Методические указания к дисциплине и задания к контрольным работам для студентов заочной формы...
Релейная защита и автоматика методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов...
Методические указания к дисциплине и задания к контрольной работе для студентов заочной формы...
Методические указания к дисциплине и темы рефератов для студентов заочной формы обучения по...
Методические указания к дисциплине и темы рефератов для студентов заочной формы обучения по...
Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «вычислительная техника и...
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине "теория электрической связи"...
Методические указания по выполнению контрольных работ по учебной дисциплине «аудит» для...
Методические указания к выполнению контрольных работ для студентов специальности 030501...
Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Безопасность...
Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов дневной и заочной форм...
Методические указания к выполнению лабораторных работ и задания для контрольных работ для...



страницы: 1   2   3   4   5
вернуться в начало
скачать
^

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

1. Цель работы:


1. Ознакомление с методикой построения схем и моделирования работы устройств в компьютерной лаборатории электротехники и электроники.

2. Исследование работы логических элементов, триггеров и счетчиков.

^

2. Краткие теоретические сведения.



2.1. Логические элементы.

Цифровые устройства основаны на принципе многократного повторения относительно простых базовых логических схем. Связь между этими схемами строится на основе алгебры логики.

Существуют три основные операции между логическими переменными:

Конъюнкция - логическое умножение Y = X1X2.

Дизъюнкция - логическое сложение Y = X1+ X2.

Инверсия - логическое отрицание Y = .

Простейшей реализацией логической переменной является, например, транзисторный ключ, реализующий переменную ^ X, если он замкнут (состояние насыщения) X = 0 и переменную , если он разомкнут (состояние отсечка) X = 1.

Логические элементы предназначены для выполнения логических (функциональных) операций над дискретными сигналами при двоичном способе их представления. Преимущественное распространение получили логические элементы потенциального типа, у которых связи между элементами реализованы непосредственно без применения реактивных элементов (удобны для интегрального исполнения).


^ Основные логические элементы.

а) Инвертор, функциональная схема которого представлена на рисунке 1, выполняет операцию инверсия.



Рис.1.

Логические состояния инвертора определяются согласно таблице истинности (Таб.1.)

Таблица1.

X

Y

0

1

1

0


б) ^ Элемент ИЛИ (Рис.2) выполняет операцию дизъюнкция.



Рис.2

Логические состояния этого элемента определяются по таблице истинности (Таб.2).

Таблица2.

X1

X2

Y

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1


с) Элемент И (Рис.3) выполняет операцию конъюнкция.



Рис.3

Логические состояния этого элемента определяются по таблице истинности (Таб.3).

Таблица3.

X1

X2

Y

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

Все остальные логические элементы могут быть построены на базе этих элементов.


2.2. Триггеры.

Триггер - это релейный элемент с двумя устойчивыми состояниями, выходной сигнал которого, может изменяться в зависимости от входных сигналов, принимая лишь одно из устойчивых состояний. Как элемент ЭВМ триггер используется для хранения двоичной информации, то есть “1” и “0”.

По способу записи информации различают триггеры синхронные и асинхронные (тактируемые). В асинхронных триггерах запись информации осуществляется непосредственно с поступлением информации на вход. В синхронных триггерах запись информации осуществляется только при подаче синхронизирующего импульса.

Простейшие триггеры могут быть получены при использовании схем ИЛИ-НЕ, либо И-НЕ. Например синхронный однотактный триггер типа RS (Рис.5.14) имеет два информационных входа, предназначенных для установки триггера в состояние “1” или “0” (“S” - Set - установка и “R” - Reset - сброс), вход синхронизации С и два выхода прямой Y и инверсный .




Рис.4

Проследить логические состояния триггера позволяет ^ таблица переходов (Таб.4).

Таблица4.

S

R

Y

0

0

^ Сохраняется прежнее значение

0

1

0

1

0

1

1

1

Запрещено!


Условие четкой работы такого триггера - это временное совпадение синхроимпульсов и подаваемой на входы R и S информации. В противном случае возможна потеря информации.

Для устранения такого недостатка применяются D-триггеры (Delay - задержка). При работе такого триггера происходит задержка выходного сигнала на один рабочий такт, что исключает потерю информации. D-триггер имеет один информационный вход D, вход синхронизации С и два выхода прямой Y и инверсный . (Рис.5).




Рис.5

Т-триггеры (Toggle - кувыркаться) применяются для построения счетчиков импульсов, они, как правило, имеют счетный вход и два выхода прямой Y и инверсный . (Рис.6).




Рис.6

При поступлении каждого сигнала на счетный вход триггера его выходы меняют свое состояние на противоположное.

В интегральном исполнении применяется синхронный, универсальный JK-триггер, который имеет два информационных входа J и K, вход синхронизации С и два выхода прямой Y и инверсный (Рис.7).



Рис.7


Применяя входную логику, на основе JK-триггера можно построить любой тип из ранее рассмотренных триггеров (RS, D и T триггеры).


2.3. Счётчики импульсов.

Подсчет импульсов является наиболее распространенной операцией в устройствах цифровой обработки информации. Различают счетчики двоичные и двоично-десятичные. Простейшим счетчиком является T-триггер. Счетчики импульсов (СИ) выполняются на базе различных типов триггеров и подразделяются на простые (суммирующие и вычитающие) и реверсивные (способные работать как в режиме сложения, так и вычитания).

На рисунке 8 представлен двоичный 4-х разрядный суммирующий СИ, выполненный на четырех JK-триггерах. После окончания 16-го импульса на входе СИ, последний переходит в исходное состояние.



Рис.8


Коэффициент счета для двоичных СИ вычисляется по формуле: Ксч = 2n,

где n - число разрядов счетчика.

Таблица 5 переходов двоичного СИ позволяет проследить состояния всех триггеров.


Таблица 5.

Счетные импульсы

Состояния триггеров

Y1 Y2 Y3 Y4

0

0 0 0 0

1

1 0 0 0

2

0 1 0 0

3

1 1 0 0

4

0 0 1 0

5

1 0 1 0

6

0 1 1 0

7

1 1 1 0

8

0 0 0 1

9

1 0 0 1

10

0 1 0 1

11

1 1 0 1

12

0 0 1 1

13

1 0 1 1

14

0 1 1 1

15

1 1 1 1

16

0 0 0 0


При необходимости получения Ксч  2n используют дополнительные связи со старших разрядов СИ в младшие, при этом соответствующие младшие разряды устанавливаются вне очереди в состояние “1”.

Обычно, для вывода и представления информации, используется десятичный код и поэтому СИ с Ксч = 10 называются двоично-десятичными или декадными.

На рисунке 9 представлена структурная схема двоично-десятичного СИ с принудительным счетом 16-6.




Рис.9


Таблица 6 переходов двоично-десятичного СИ позволяет проследить состояния всех триггеров.


Таблица 6


Счетные импульсы


Состояния триггеров

Y1 Y2 Y3 Y4

0

0 0 0 0

1

1 0 0 0

2

0 1 0 0

3

1 1 0 0

4

0 0 1 0

5

1 0 1 0

6

0 1 1 0

7

1 1 1 0

8

0 0(1) 0(1) 1




.. . .. ..1

9

1 1 1 1

10

0 0 0 0



^

3. Экспериментальная часть


1 часть. Исследование логических элементов

Опыт №1. Логический элемент И



Опыт №2. Логический элемент ИЛИ



2 часть. Исследование триггеров

Опыт №1. RS- триггер




Опыт №2. D-триггер.




Опыт №3. JK- триггер




3 часть. Исследование счетчиков


Опыт №1. Двоичный счетчик




Опыт №2. Двоично-десятичный счетчик.








Скачать 460,75 Kb.
оставить комментарий
страница3/5
Дата29.09.2011
Размер460,75 Kb.
ТипМетодические указания, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы: 1   2   3   4   5
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

наверх