Тема: Изучение интерфейса Electronics Workbench
РАБОТЫ ЛАБОРАТОРНЫЕ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА
для специальности 140613 Техническая эксплуатация и обслуживание
электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)
Инструкции
| РАССМОТРЕНО цикловой комиссией специальности 140613 Председатель ЦК ______________ О.М. Филюшина «____» _____________ 2009 г. Методическим кабинетом Зав. кабинетом ___________ А.И. Кокшова «____» _____________ 2009 г. | УТВЕРЖДАЮ Зам. директора по УР ______________ Т.М. Дылдина «____» _____________ 2009 г. |
Автор: Ноговицын Н.А. – преподаватель Лысьвенского политехнического колледжа
СОДЕРЖАНИЕ
| 1 Изучение интерфейса Electronics Workbench | |
| 2 Измерение и анализ основных параметров и характеристики цифровых ИС | |
| 3 Работа с RS-триггером | |
| 4 Работа с D-триггером. Деление частоты тактовых импульсов на 2 | |
| 5 Составление схемы деления тактовых импульсов на 3, 8, 12 и т.д. | |
| 6 Работа с JK-триггером. Исследование режимов работы. | |
| 7 Работа с параллельным регистром | |
| 8 Работа со сдвиговым регистром | |
| 9 Работа с реверсивным счетчиком: предварительная установка, счет на увеличение, счет на уменьшение | |
| 10 Исследование ЗУ | |
| 11 Исследование шифратора | |
| 12 Исследование дешифратора | |
| 13 Исследование мультиплексора | |
| 14 Исследование сумматора | |
| Список использованных источников | |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
Тема: Работа с RS-триггером
3.2 Цель работы:Изучение принципов построения и работы триггеров на примере тактируемых RS-триггеров.
3.3 Оборудование и программное обеспечение:
- персональный компьютер
- программа Electronics Workbench
3.4 Теоретическая часть работы
Триггеры и регистры являются простейшими представителями цифровых микросхем, имеющих внутреннюю память. Если выходные сигналы логических элементов и комбинационных микросхем однозначно определяются их текущими входными сигналами, то выходные сигналы микросхем с внутренней памятью зависят также еще и от того, какие входные сигналы и в какой последовательности поступали на них в прошлом, то есть они помнят предысторию поведения схемы. Именно поэтому их применение позволяет строить гораздо более сложные и интеллектуальные цифровые устройства, чем в случае простейших микросхем без памяти. Микросхемы с внутренней памятью называются еще последовательными или последовательностными, в отличие от комбинационных микросхем.
В основе любого триггера (англ. — "тrigger" или "flip-flop") лежит схема из двух логических элементов, которые охвачены положительными обратными связями (то есть сигналы с выходов подаются на входы). В результате подобного включения схема может находиться в одном из двух устойчивых состояний, причем находиться сколь угодно долго, пока на нее подано напряжение питания.
Рисунок 6 - Схема триггерной ячейки
Пример такой схемы (так называемой триггерной ячейки) на двух двухвходовых элементах И-НЕ представлен на рисунке 6 схемы есть два инверсных входа: –R — сброс (от английского Reset), и –S — установка (от английского Set), а также два выхода: прямой выход Q и инверсный выход –Q.
Для правильной работы схемы отрицательные импульсы должны поступать на ее входы не одновременно. Приход импульса на вход -R переводит выход -Q в состояние единицы, а так как сигнал -S при этом единичный, выход Q становится нулевым. Этот же сигнал Q поступает по цепи обратной связи на вход нижнего элемента. Поэтому даже после окончания импульса на входе -R состояние схемы не изменяется (на Q остается нуль, на -Q остается единица). Точно так же при приходе импульса на вход -S выход Q в единицу, а выход -Q — в нуль. Оба эти устойчивых состояния триггерной ячейки могут сохраняться сколь угодно долго, пока не придет очередной входной импульс, — иными словами, схема обладает памятью.
Если оба входных импульса придут строго одновременно, то в момент действия этих импульсов на обоих выходах будут единичные сигналы, а после окончания входных импульсов выходы случайным образом попадут в одно из двух устойчивых состояний. Точно так же случайным образом будет выбрано одно из двух устойчивых состояний триггерной ячейки при включении питания. Временная диаграмма работы триггерной ячейки показана на рисунке.
Таблица 5 - Таблица истинности триггерной ячейки
| Входы | Выходы | ||
| -R | -S | Q | -Q |
| Без изменения | |||
| Не определено |
В стандартные серии цифровых микросхем входит несколько типов микросхем триггеров, различающихся методами управления, а также входными и выходными сигналами. На схемах триггеры обозначаются буквой Т. В отечественных сериях микросхем триггеры имеют наименование ТВ, ТМ и ТР в зависимости от типа триггера.
Наиболее распространены три типа:
1) RS-триггер (обозначается ТР) — самый простой триггер, но редко используемый.
2) JK-триггер (обозначается ТВ) имеет самое сложное управление, также используется довольно редко.
3) D-триггер (обозначается ТМ) — наиболее распространенный тип триггера.
Рисунок 7 - Триггеры трех основных типов
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
Работы
6.2 Цель работы: Изучение принципов построения и работы триггеров на примере тактируемых JK-триггеров.
6.3 Оборудование и программное обеспечение:
- персональный компьютер
- программа Electronics Workbench
6.4 Теоретическая часть работы
Триггеры и регистры являются простейшими представителями цифровых микросхем, имеющих внутреннюю память. Если выходные сигналы логических элементов и комбинационных микросхем однозначно определяются их текущими входными сигналами, то выходные сигналы микросхем с внутренней памятью зависят также еще и от того, какие входные сигналы и в какой последовательности поступали на них в прошлом, то есть они помнят предысторию поведения схемы. Именно поэтому их применение позволяет строить гораздо более сложные и интеллектуальные цифровые устройства, чем в случае простейших микросхем без памяти. Микросхемы с внутренней памятью называются еще последовательными или последовательностными, в отличие от комбинационных микросхем.
В основе любого триггера (англ. — "тrigger" или "flip-flop") лежит схема из двух логических элементов, которые охвачены положительными обратными связями (то есть сигналы с выходов подаются на входы). В результате подобного включения схема может находиться в одном из двух устойчивых состояний, причем находиться сколь угодно долго, пока на нее подано напряжение питания.
Рисунок 17 - Схема триггерной ячейки
Пример такой схемы (так называемой триггерной ячейки) на двух двухвходовых элементах И-НЕ представлен на рисунке 17 схемы есть два инверсных входа: –R — сброс (от английского Reset), и –S — установка (от английского Set), а также два выхода: прямой выход Q и инверсный выход –Q.
Для правильной работы схемы отрицательные импульсы должны поступать на ее входы не одновременно. Приход импульса на вход -R переводит выход -Q в состояние единицы, а так как сигнал -S при этом единичный, выход Q становится нулевым. Этот же сигнал Q поступает по цепи обратной связи на вход нижнего элемента. Поэтому даже после окончания импульса на входе -R состояние схемы не изменяется (на Q остается нуль, на -Q остается единица). Точно так же при приходе импульса на вход -S выход Q в единицу, а выход -Q — в нуль. Оба эти устойчивых состояния триггерной ячейки могут сохраняться сколь угодно долго, пока не придет очередной входной импульс, — иными словами, схема обладает памятью.
Таблица 11 - Таблица истинности триггерной ячейки
| Входы | Выходы | ||
| -R | -S | Q | -Q |
| Без изменения | |||
| Не определено |
В стандартные серии цифровых микросхем входит несколько типов микросхем триггеров, различающихся методами управления, а также входными и выходными сигналами. На схемах триггеры обозначаются буквой Т. В отечественных сериях микросхем триггеры имеют наименование ТВ, ТМ и ТР в зависимости от типа триггера. Наиболее распространены три типа:
1) RS-триггер (обозначается ТР) — самый простой триггер, но редко используемый; 2) JK-триггер (обозначается ТВ) имеет самое сложное управление, также используется довольно редко; 3) D-триггер (обозначается ТМ) — наиболее распространенный тип триггера.
Рисунок 18 - Триггеры трех основных типов
JK-триггер значительно сложнее по своей структуре, чем RS-триггер. Он относится к так называемым тактируемым триггерам, то есть он срабатывает по фронту тактового сигнала. Примером может служить показанная на рисунке 18 микросхема ТВ9, имеющая в одном корпусе два JK-триггера со входами сброса и установки -R и -S. Входы -R и -S работают точно так же, как и в RS-триггере, то есть отрицательный импульс на входе -R устанавливает прямой выход в нуль, а инверсный — в единицу, а отрицательный импульс на входе -S устанавливает прямой выход в единицу, а инверсный — в нуль.
Однако состояние триггера может быть изменено не только этими сигналами, но и сигналами на двух информационных входах J и K и синхросигналом С. Переключение триггера в этом случае происходит по отрицательному фронту сигнала С (по переходу из единицы в нуль) в зависимости от состояний сигналов J и K. При единице на входе J и нуле на входе К по фронту сигнала С прямой выход устанавливается в единицу (обратный — в нуль). При нуле на входе J и единице на входе К по фронту сигнала С прямой выход устанавливается в нуль (обратный — в единицу). При единичных уровнях на обоих входах J и K по фронту сигнала С триггер меняет состояние своих выходов на противоположные (это называется счетным режимом).
Таблица 12 - Таблица истинности JK-триггера ТВ9
| Входы | Выходы | |||||
| -S | -R | C | J | K | Q | -Q |
| Х | Х | Х | ||||
| Х | Х | Х | ||||
| Х | Х | Х | Не определено | |||
| 1→0 | ||||||
| 1→0 | ||||||
| 1→0 | Не изменяется | |||||
| 1→0 | Меняется на проти-воположное | |||||
| Х | Х | Не изменяется | ||||
| Х | Х | Не изменяется | ||||
| 0→1 | Х | Х | Не изменяется |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
7.1 Тема работы:Работа с параллельным регистром
7.2 Цель работы: Изучение принципов построения и работы параллельных регистров.
7.3 Оборудование и программное обеспечение:
- персональный компьютер
- программа Electronics Workbench
7.4 Теоретическая часть работы
Регистры (англ. register) представляют собой, по сути, несколько D-триггеров (обычно от 4 до 16), соединенных между собой тем или иным способом. Поэтому принципиальной разницы между ними и отдельными D-триггерами не существует. Правда, триггеры, входящие в состав регистров, не имеют такого количества разнообразных управляющих входов, как одиночные триггеры.
В параллельных регистрах каждый из триггеров имеет свой независимый информационный вход (D) и свой независимый информационный выход. Тактовые входы (С) всех триггеров соединены между собой. В результате параллельный регистр представляет собой многоразрядный, многовходовый триггер.
Рисунок 20 - Структура параллельного регистра
Параллельные регистры, в свою очередь, делятся на две группы:
Регистры, срабатывающие по фронту управляющего сигнала С (или тактируемые регистры).
Регистры, срабатывающие по уровню управляющего сигнала С (или стробируемые регистры).
Чаще всего в цифровых схемах используются регистры, управляемые фронтом (то есть тактируемые), однако и стробируемые регистры имеют свой круг задач, в которых их ничто не может заменить.
7.5 Выполнение работы
7.5.1 Реализовать схему параллельного 4-х разрядного регистра с использованием D-триггера (из библиотеки EWB).
7.5.2 Описать принцип работы регистра с помощью таблицы истинности.
7.5.3 Сделать вывод о назначении параллельного регистра.
7.5.4 Ответить на контрольные вопросы
7.6 Контрольные вопросы
7.6.1 В чем состоит отличие параллельного регистра от последовательного?
7.6.2 На каких типах триггеров возможно построить регистры?
7.6.3 В каких устройствах вычислительной техники применяются регистры?
7.7 Вывод
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
9.1 Тема работы: Работа с реверсивным счетчиком: предварительная установка, счет на увеличение, счет на уменьшение
9.2 Цель работы:Изучение принципов построения и работы двоичных счетчиков.
9.3 Оборудование и программное обеспечение
- персональный компьютер
- программа Electronics Workbench
9.4 Теоретическая часть работы
Счетчики представляют собой более высокий, чем регистры, уровень сложности цифровых микросхем, имеющих внутреннюю память. Хотя в основе любого счетчика лежат те же самые триггеры, которые образуют и регистры, но в счетчиках триггеры соединены более сложными связями, в результате чего их функции - сложнее, и на их основе можно строить более сложные устройства, чем на регистрах. Точно так же, как и в случае регистров, внутренняя память счетчиков - оперативная, то есть ее содержимое сохраняется только до тех пор, пока включено питание схемы. С выключением питания память стирается, а при новом включении питания схемы содержимое памяти будет произвольным, случайным, зависящим только от конкретной микросхемы, то есть выходные сигналы счетчиков будут произвольными.
Рисунок 23 - Работа 4-разрядного двоичного счетчика
Как следует из самого названия, счетчики предназначены для счета входных импульсов. То есть с приходом каждого нового входного импульса двоичный код на выходе счетчика увеличивается (или уменьшается) на единицу (рисунок 23). Срабатывать счетчик может по отрицательному фронту входного (тактового) сигнала (как на рисунке) или по положительному фронту. Режим счета обеспечивается использованием внутренних триггеров, работающих в счетном режиме. Выходы счетчика представляют собой как раз выходы этих триггеров. Каждый выход счетчика представляет собой разряд двоичного кода, причем разряд, переключающийся чаще других (по каждому входному импульсу), будет младшим, а разряд, переключающийся реже других, - старшим.
Счетчик может работать на увеличение выходного кода по каждому входному импульсу; это основной режим, имеющийся во всех счетчиках, он называется режимом прямого счета. Счетчик может также работать на уменьшение выходного кода по каждому входному импульсу; это режим обратного или инверсного счета, предусмотренный в счетчиках, называемых реверсивными. Инверсный счет бывает довольно удобен в схемах, где необходимо отсчитывать заданное количество входных импульсов.
Большинство счетчиков работают в обычном двоичном коде, то есть считают от 0 до (2N–1), где N - число разрядов выходного кода счетчика. Например, 4-разрядный счетчик в режиме прямого счета будет считать от 0 (код 0000) до 15 (код 1111), а 8-разрядный - от 0 (код 0000 0000) до 255 (код 1111 1111). После максимального значения кода счетчик по следующему входному импульсу переключается опять в 0, то есть работает по кругу. Если же счет - инверсный, то счетчик считает до нуля, а дальше переходит к максимальному коду 111...1.
Имеются также двоично-десятичные счетчики, предельный код на выходе которых не превышает максимального двоично-десятичного числа, возможного при данном количестве разрядов. Например, 4-разрядный двоично-десятичный счетчик в режиме прямого счета будет считать от 0 (код 0000) до 9 (код 1001), а затем снова от 0 до 9. А 8-разрядный двоично-десятичный счетчик будет считать от 0 (код 0000 0000) до 99 (код 1001 1001). При инверсном счете двоично-десятичные счетчики считают до нуля, а со следующим входным импульсом переходят к максимально возможному двоично-десятичному числу (то есть 9 - для 4-разрядного счетчика, 99 - для 8-разрядного счетчика). Двоично-десятичные счетчики удобны, например, при организации десятичной индикации их выходного кода. Применяются они гораздо реже обычных двоичных счетчиков.
По быстродействию все счетчики делятся на три большие группы:
- Асинхронные счетчики (или последовательные).
- Синхронные счетчики с асинхронным переносом (или параллельные счетчики с последовательным переносом, синхронно-асинхронные счетчики).
- Синхронные счетчики (или параллельные).
9.5 Выполнение лабораторной работы
9.5.1 Реализовать схему четырехразрядного двоичного счетчика (Рисунок 24). При реализации Т-триггера воспользоваться схемой приведенной на рисунке 25 Для формирования входного сигнала использовать ключ. К выходным цепям подключить индикаторы.
9.5.2 С помощью моделирования получить временную диаграмму работы схемы.
9.5.3 Подключить к выходным цепям счетчика семисегментный индикатор с двоичным входом. Провести моделирование схемы.
9.5.4 Реализовать двоично-десятичный счетчик. Для этого выхода второго и четвертого триггеров, через элемент И-НЕ подключить к входу сброса триггера.
9.5.5 Выполнить исследование работы модели двоично-десятичного счетчика. Определить алгоритм преобразования.
9.5.6 Ответить на контрольные вопросы.
Рисунок 24 - Схема двоичного счетчика
Рисунок 25 - Схема преобразования D-триггера в Т-триггер.
9.6 Контрольные вопросы
9.6.1 Какие типы счетчиков существуют?
9.6.2 Как увеличить разрядность счетчика? Привести схему.
9.6.3 Принцип работы двоично-десятичного счетчика?
9.6.4 Как получить счетчик для восьмеричной системы счисления?
9.7 Вывод
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
12.1 Тема работы:Исследование дешифратора
12.2 Цель работы: Изучение устройства и работы дешифраторов.
12.3 Оборудование и программное обеспечение:
- персональный компьютер
- программа Electronics Workbench
12.4 Теоретическая часть работы
Дешифратором называется комбинационная схема, имеющая n входов и 2n выходов и преобразующая двоичный код на своих входах в унитарный код на выходах. Унитарным называется двоичный код, содержащий одну и только одну единицу, например 00100000. Условно-графическое обозначение дешифратора на три входа приведено на рисунке 28.
Рисунок 28 - Условно-графическое обозначение трехходового дешифратора
Номер разряда, в котором устанавливается "1" на выходе дешифратора, определяется кодом на его входах. Ниже приведена таблица истинности трехходового дешифратора (таблица 14).
Таблица 14 – Таблица истинности дешифратора
| Входы | Выходы | |||||||||
Реализация дешифратора достаточно проста, так как таблица истинности для любого выхода имеет только одну единицу. На рисунке 28 представлена схема формирования сигнала на одном из выходов дешифратора (сигнал f5 на выходе 5):
Рисунок 29 - Схема формирования сигнала на выходе 5 трехходового дешифратора
Из представленной схемы видно, что фактически логику преобразования выполняет лишь элемент 2, в то время как элемент 1 служит для получения инверсии сигнала x1, а элемент 3 преобразует полученное на элементе 2 инверсное значение функции в прямое. Многие элементы хранения, например триггерные схемы, позволяют получать сигнал в парафазном коде, то есть имеют два выхода, на одном из которых сигнал имеет прямое, а на другом – инверсное значение. Это позволяет избавиться от элемента 1 в схеме. Если предположить, что значения выходных сигналов имеют инверсный вид по отношению к представленному в таблица 14, то отпадает необходимость в элементе 3. В большинстве реальных интегральных микросхем реализованы именно дешифраторы с инверсными выходами. Обозначение такого дешифратора показано на рисунке 30.
Рисунок 30 - Условно-графическое обозначение дешифратора с инверсными выходами
На выходах такого дешифратора образуется унитарный код, содержащий один и только один ноль. Например, если входные сигналы имеют значение 1102=610, то выходы дешифратора, представленного на рисунке 29, будут находиться в состоянии 10111111, то есть выход 6 будет иметь значение, отличное от остальных выходов.
Дешифраторы широко применяются в различных устройствах компьютеров. Прежде всего, они используются для выбора ячейки запоминающего устройства, к которой производится обращение для записи или считывания информации. При этом часть разрядов адресного кода может дешифрироваться дешифраторами, выполненными в виде отдельных интегральных схем, а другая часть разрядов (обычно младшая) дешифрируется с помощью дешифраторов, встроенных непосредственно в БИС запоминающего устройства. Кроме того, дешифраторы находят применение в устройстве управления для определения выполняемой операции, построения распределителей импульсов и в других блоках.
12.5 Выполнение работы
12.5.1 Изучить схемы дешифраторов, представленных для соответствующего варианта. Определить принцип работы схемы.
12.5.2 Используя схему записать логическое выражение, определяющее ее работу.
12.5.2 Реализовать схему в программе моделирования.
12.5.4 С помощью моделирования получить таблицу истинности схемы.
12.5.5 Разработать схему для трехвходового дешифратора.
12.5.6 Ответить на контрольные вопросы.
Рисунок 31 - Схемы устройства дешифраторов.
12.6 Контрольные вопросы
12.6.1 Какой тип дешифратора исследуется в работе?
12.6.2 В чем состоит принцип работы дешифратора?
12.6.3 Как определить количество выходов дешифратора по количеству входов?
12.6.4 Какое назначение у входа обозначенного буквой Е?
12.7 Вывод
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
13.1 Тема работы:Исследование мультиплексора
13.2 Цель работы: Изучение работы мультиплексоров
13.3 Оборудование и программное обеспечение:
- персональный компьютер
- программа Electronics Workbench
13.4 Теоретическая часть работы
Мультиплексоры (английское Multiplexer) предназначены для поочередной передачи на один выход одного из нескольких входных сигналов, то есть для их мультиплексирования. Количество мультиплексируемых входов называется количеством каналов мультиплексора, а количество выходов называется числом разрядов мультиплексора. Например, 2-канальный 4-разрядный мультиплексор имеет 4 выхода, на каждый из которых может передаваться один из двух входных сигналов. А 4-канальный 2-разрядный мультиплексор имеет 2 выхода, на каждый из которых может передаваться один из четырех входных сигналов. Число каналов мультиплексоров, входящих в стандартные серии, составляет от 2 до 16, а число разрядов — от 1 до 4, причем чем больше каналов имеет мультиплексор, тем меньше у него разрядов.
Рисунок 32 - Примеры микросхем мультиплексоров
Управление работой мультиплексора (выбор номера канала) осуществляется с помощью входного кода адреса. Например, для 4-канального мультиплексора необходим 2-разрядный управляющий (адресный) код, а для 16-канального — 4-разрядный код. Разряды кода обозначаются 1, 2, 4, 8 или А0, А1, А2, А5. Мультиплексоры бывают с выходом 2С и с выходом 3С. Выходы мультиплексоров бывают прямыми и инверсными. Выход 3С позволяет объединять выходы мультиплексоров с выходами других микросхем, а также получать двунаправленные и мультиплексированные линии. Некоторые микросхемы мультиплексоров имеют вход разрешения/запрета С (другое обозначение — S), который при запрете устанавливает прямой выход в нулевой уровень.
Таблица 15 - Таблица истинности 8-канального мультиплексора
| Входы | Выход | ||
| Q | |||
| D0 | |||
| D1 | |||
| D2 | |||
| D3 | |||
| D4 | |||
| D5 | |||
| D6 | |||
| D7 |
В таблице сигналы на входах 0...7 обозначены D0...D7, прямой выход — Q. При единице на входе –EZ оба выхода находятся в третьем состоянии. Выходной сигнал повторяет состояние входного сигнала, номер которого задается входным кодом на входах 1, 2, 4.
Рисунок 33 - Пример временной диаграммы мультиплексора.
На рисунке 33 приведена временная диаграмма работы 4-канального мультиплексора. В зависимости от входного кода на выход передается один из четырех входных сигналов. При запрещении работы на выходе устанавливается нулевой сигнал вне зависимости от входных сигналов.
13.5 Выполнение работы
13.5.1 Изучить схемы представленные на рисунке 33 Выбрать вариант.
13.5.2 Используя схему записать логическое выражение, определяющее ее работу.
13.5.3 Реализовать схему в программе моделирования.
13.5.4 С помощью моделирования получить таблицу истинности схемы.
13.5.5 Реализовать схему для мультиплексора 74153. На входа 1С0-1С3 подключить генераторы частоты (Clock), на управляющие входа А,В - переключатели (Switch). Установить на генераторах различные значения частоты. Присвоить переключателям соответствующие клавиши. К выходу Y1 подключить индикатор.
13.5.6 Промоделировать схему. Получить алгоритм работы.
13.5.7 Сделать вывод о назначении устройств, и принципах и работы.
Вариант 1
Вариант 2
Рисунок 34 - Схемы для моделирования
13.6 Контрольные вопросы
13.6.1 Какие существуют мультиплексоры?
13.6.2 Как увеличить разрядность мультиплексора? Разработать схему.
13.6.3 Область применения мультиплексоров? Электротехнический аналог мультиплексора?
13.6.4 В чем разница схем на рисунке 34?
13.7 Вывод
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
РАБОТЫ ЛАБОРАТОРНЫЕ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА
для специальности 140613 Техническая эксплуатация и обслуживание
электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)
Инструкции
| РАССМОТРЕНО цикловой комиссией специальности 140613 Председатель ЦК ______________ О.М. Филюшина «____» _____________ 2009 г. Методическим кабинетом Зав. кабинетом ___________ А.И. Кокшова «____» _____________ 2009 г. | УТВЕРЖДАЮ Зам. директора по УР ______________ Т.М. Дылдина «____» _____________ 2009 г. |
Автор: Ноговицын Н.А. – преподаватель Лысьвенского политехнического колледжа
СОДЕРЖАНИЕ
| 1 Изучение интерфейса Electronics Workbench | |
| 2 Измерение и анализ основных параметров и характеристики цифровых ИС | |
| 3 Работа с RS-триггером | |
| 4 Работа с D-триггером. Деление частоты тактовых импульсов на 2 | |
| 5 Составление схемы деления тактовых импульсов на 3, 8, 12 и т.д. | |
| 6 Работа с JK-триггером. Исследование режимов работы. | |
| 7 Работа с параллельным регистром | |
| 8 Работа со сдвиговым регистром | |
| 9 Работа с реверсивным счетчиком: предварительная установка, счет на увеличение, счет на уменьшение | |
| 10 Исследование ЗУ | |
| 11 Исследование шифратора | |
| 12 Исследование дешифратора | |
| 13 Исследование мультиплексора | |
| 14 Исследование сумматора | |
| Список использованных источников | |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
Тема: Изучение интерфейса Electronics Workbench
1.2 Цель работы: приобрести знания и умение использовать графический интерфейс программы Electronics Workbench при моделировании электронных схем вычислительной техники.
1.3 Оборудование и программное обеспечение
- персональный компьютер
- программа Electronics Workbench
1.4 Теоретическая часть работы
1.4.1 Краткое описание программы Electronics Workbench
Программа ориентирована под операционную систему Windows. Является одной из самых мощных программ для моделирования процессов и расчета электронных устройств на аналоговых и цифровых элементах. Имеет большой выбор виртуальных генераторов, тестеров, осциллографов. Совместима с программами PCB-дизайна и CAD. Имеет огромное количество электронных компонентов. Интерфейс понятен каждому кто занимается электронной техникой.
1.4.2 Общие принципы реализации схем в Electronics Workbench
Для проверки работоспособности схем и выполняемых ими функций необходимо их собрать в программном продукте Electronics Workbench – эмуляторе работы электронных схем. Для этого необходимо открыть саму программу. Далее разместить необходимые элементы на рабочем поле программы, как показано на рисунке 1.
Каждый элемент находиться в своей группе: транзисторы в Transistors, индикаторы уровня сигнала в Indicators, источник питания и заземление в sources, переключатели в Basic. Для проверки работы необходимо соединить все элементы по определенной схеме, как показано на рисунке 2. Для этого необходимо подвести курсор мыши к выводу элемента, появится точка, нажать на левую клавишу мыши и вести курсор до вывода необходимого элемента и отпустить кнопку мыши – образуется связь.
Рисунок 1 – Расположение элементов на рабочем поле программы
Рисунок 2 – Элементы схемы, соединенные связями
1.4.3 Тестирование работы схемы
Схема готова для тестирования. На схеме (рисунок 2) изображен асинхронный RS-триггер. Что бы начать непосредственное тестирование, необходимо нажать на «выключатель», находящийся в правом верхнем углу программы. После этого на схему «подается» питание. Загорится индикатор –Q. Для подачи сигналов в виде логической единицы будем использовать переключатели. Ими управляют с помощью клавиатуры, для этого необходимо два раза щелкнуть по переключателю и в соответствующее окошко key ввести букву или цифру, которой и будем непосредственно им управлять.
Для переключения триггера в состояние единицы необходимо на вход S подать сигнал с помощью ключа. Для этого на клавиатуре нажимаем два раза ту клавишу к которой привязан ключ, в данном случае это клавиша 2. Триггер переключится в состояние единицы и загорится индикатор Q. Если еще два раза нажать на цифру 2, управляющую ключом и подаваемую на вход S логическую единицу, то изменений в переключении триггера не произойдет.
Для перевода триггера в состояние нуля необходимо на вход R подать сигнал в виде логической единицы с помощью ключа. Делается это аналогично описанному выше. Триггер перейдет в состояние нуля. Если повторно подать на вход R сигнал то изменений не произойдет.
Если на входы R и S подать сигнал в виде логической единицы то на выходе не загорится ни один индикатор, пока на входах будет сигнал логической единицы. После снятия этих сигналов триггер перейдет в непредсказуемое состояние. Это состояние неопределенное и эта комбинация сигналов является запретной для данного триггера.
1.5 Выполнение работы
1.5.1 Изучить интерфейс программы Electronics Workbench.
1.5.2 Собрать схему RS-триггера на МОП-транзисторах (см. рисунок 2).
1.5.3 Получить таблицу истинности RS-триггера с помощью моделирования работы триггера.
1.5.4 Составить отчет о проделанной работе.
1.5.5 Сделать вывод о достижении поставленной в работе цели.
1.6 Вывод
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА