Сборник лабораторных работ по цифровым устройствам. Для колледжей

«Исследование работы ИМС логических элементов ИЛИ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ»

Предварительное задание

Перед выполнением задания следует рассмотреть Пример 1 из §1.2 [Л1].

1. Начертить в отчете микросхему КР1533ЛЛ1. Составить таблицу истинности элемента 2ИЛИ.

2. Начертить в отчете микросхему КР1533ЛА1. Составить таблицу истинности элемента 4И-НЕ.

3. Начертить в отчете микросхему КР1533ЛЕ1. Составить таблицу истинности элемента 2ИЛИ-НЕ.

Порядок выполнения работы

1. Запустить программу исследования работы элементов и устройств электроники и микроэлектроники «Elektroniks Workbehch».

3. Показать работу выбранного элемента 2ИЛИ данной микросхемы для всех комбинаций входных сигналов. Убедиться, что элемент работает в соответствии с составленной таблицей истинности. Результат показать преподавателю.

5. Показать работу выбранного элемента 4И-НЕ данной микросхемы для всех комбинаций входных сигналов. Убедиться, что элемент работает в соответствии с составленной таблицей истинности. Результат показать преподавателю.

6. Собрать схему (рис.3) для исследования работы микросхемы SN74ALS02 фирмы «Texas Instruments Inc.» (российский аналог – микросхема КР1533ЛЕ1), содержащей 4 элемента 2ИЛИ-НЕ. Примечание: в схеме на рис.3 используется 1-й элемент данной микросхемы. Учащиеся применяют элемент, номер которого определяется по таблице 1.

7. Показать работу выбранного элемента 2ИЛИ-НЕ данной микросхемы для всех комбинаций входных сигналов. Убедиться, что элемент работает в соответствии с составленной таблицей истинности. Результат показать преподавателю.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Предположим для примера, что мы сидим за компьютером №2.

Выполнение предварительного задания

1. Чертим микросхему КР1533ЛЛ1 (рис.4).

2. Составляем таблицу истинности элемента 2ИЛИ (табл.3). Этот элемент имеет 2 входа, поэтому в таблице истинности будет 2

=4 строки. Напомним, что элемент 2ИЛИ выполняет логическое сложение 2 сигналов Х1,Х2.

3. Чертим микросхему КР1533ЛА1 (рис.5).

4. Составляем таблицу истинности элемента 4И-НЕ (табл.4). Этот элемент имеет 4 входа, поэтому в таблице истинности будет 2

=16 строк. Напомним, что элемент 4И-НЕ выполняет логическое умножение 4 сигналов Х1,Х2, Х3, Х4 с последующим инвертированием полученного результата.

5. Чертим микросхему КР1533ЛЕ1 (рис.6).

6. Составляем таблицу истинности элемента 2ИЛИ-НЕ (табл.5). Этот элемент имеет 2 входа, поэтому в таблице истинности будет 2

=4 строки. Напомним, что элемент 2ИЛИ выполняет логическое сложение 2 сигналов Х1,Х2 с последующим инвертированием полученного результата.

Выполнение лабораторной работы

1. Запускаем программу исследования работы элементов и устройств электроники и микроэлектроники «Elektroniks Workbehch».

2. Собираем схему (рис.7) для исследования работы микросхемы SN74ALS32А фирмы «Texas Instruments Inc.» (российский аналог – микросхема КР1533ЛЛ1), содержащей 4 элемента 2ИЛИ. Согласно табл.1 используем 3-й элемент данной микросхемы (выделен красным цветом на рис.4).

3. Разворачиваем панель и настраиваем генератор сигналов аналогично пунктам 14—23 предыдущей лабораторной работы.

4. Выполняем исследование работы элемента 2ИЛИ данной микросхемы аналогично пунктам 24—31 предыдущей лабораторной работы. Особо обратим внимание на последнюю 4-ю строку таблицы истинности (в табл.3 выделена красным цветом): при нажатии на клавишу Step четвертый раз (рис.8) видим, что при логическом сложении поступающих на входы сигналов 1 и 1 на выходе Y формируется сигнал 1 (при арифметическом сложении получается 2).

5. Собираем схему (рис.9) для исследования работы микросхемы SN74ALS20А фирмы «Texas Instruments Inc.» (российский аналог – микросхема КР1533ЛА1), содержащей 2 элемента 4И-НЕ. Будем использовать 2-й элемент данной микросхемы согласно табл.2 (выделен красным цветом на рис.5).

6. Разворачиваем панель генератора сигналов.

7. В составленной таблице истинности элемента 4И-НЕ (табл.4) имеется 16 строк, поэтому в левой колонке генератора сигналов будем использовать тоже 16 строк с адресами 0000, 0001, …, 000F. Последний нужный адрес 000F указываем в окошке Final генератора сигналов.

8. Дальнейшую настройку генератора сигналов производим так, как подробно описано в предыдущих лабораторных работах. В результате генератор сигналов будет иметь вид, показанный на рис.10.

9. Выполняем исследование работы элемента 4И-НЕ данной микросхемы, нажимая на клавишу Step 16 раз и проверяя получаемые результаты по таблице истинности (аналогично пунктам 24—31 предыдущей лабораторной работы.

Особо обратим внимание на последнюю 16-ю строку таблицы истинности (в табл.4 выделена красным цветом): при нажатии на клавишу Step 16-й раз (рис.11) видим, что при на выходе формируется сигнал 0 только при наличии сигналов 1 на всех входах.

10. Собираем схему (рис.12) для исследования работы микросхемы SN74ALS02 фирмы «Texas Instruments Inc.» (российский аналог – микросхема КР1533ЛЕ1), содержащей 4 элемента 2ИЛИ-НЕ. Согласно табл.1 используем 3-й элемент данной микросхемы (выделен красным цветом на рис.6).

11. Разворачиваем панель и настраиваем генератор сигналов аналогично пунктам 14—23 предыдущей лабораторной работы.

12. Выполняем исследование работы элемента 2ИЛИ-НЕ данной микросхемы аналогично пунктам 24—31 предыдущей лабораторной работы.

Особо обратим внимание на первую строку таблицы истинности (в табл.5 выделена красным цветом): при нажатии на клавишу Step первый раз (рис.13) видим, что только при наличии на входах сигналов 0 и 0 на выходе формируется сигнал 1.

Лабораторная работа №5

«Исследование работы прочих логических элементов»

Предварительное задание

Перед выполнением задания следует рассмотреть Пример 1 из §1.2 [Л1].

1. Начертить в отчете микросхему КР1533ЛП5. Составить таблицу истинности элемента «исключающее 2ИЛИ».

2. Начертить в отчете микросхему КР1533АП4.

3. Начертить в отчете схему мажоритарного элемента «2 из 3» (рис.3, но по «восточному» стандарту). Составить таблицу истинности такого элемента. Указать карандашом (для одной комбинации входных сигналов) и ручкой (для другой комбинации входных сигналов) значения сигналов на входах и выходах всех элементов при наличии разрешения. Комбинации входных сигналов (входные коды) указаны в табл.1.

Порядок выполнения работы

1. Запустить программу исследования работы элементов и устройств электроники и микроэлектроники «Elektroniks Workbehch».

3. Показать работу выбранного элемента «исключающее 2ИЛИ» данной микросхемы для всех комбинаций входных сигналов. Убедиться, что элемент работает в соответствии с составленной таблицей истинности. Результат показать преподавателю.

4. Собрать схему (рис.2) для исследования работы микросхемы SN74ALS241А фирмы «Texas Instruments Inc.» (российский аналог – микросхема КР1533АП4), содержащей два четырехразрядных магистральных передатчика, каждый из которых имеет по четыре буферных повторителя с тремя состояниями и повышенным коэффициентом разветвления. Примечание: в схеме на рис.4 используется 1-й передатчик данной микросхемы. Учащиеся применяют тот передатчик, номер которого определяется по табл.3.