|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Лабораторная работа №1 «Ознакомительная»Стр 1 из 6Следующая ⇒
Оглавление
Введение Методические указания предназначены для выполнения лабораторно - практических работ по дисциплине «Схемотехника ЭВМ» на универсальном стенде ЦС - 02. В методических указаниях применены следующие сокращения: ЛУ -логические уровни ГВЧ — генератор высокой частоты стенда ГНЧ - генератор низкой частоты ГОИ - генератор одиночных импульсов Лабораторная работа №1 «Ознакомительная» Цель работы: изучение состава, назначения, принципов действия лабораторного стенда ЦС-02, используемого для проведения лабораторно-практических работ по дисциплине «Схемотехника ЭВМ», а также получение практических навыков по подготовке стенда к работе и его практическому использованию. Задание №1: изучить назначение органов управления стенда, его технические характеристики, структуру, назначение составных частей, правила подготовки к работе.
Меры безопасности Перед началом выполнения курса лабораторных работ студенты должны пройти инструктаж по технике безопасности. Включение питания стенда производить только после разрешения преподавателя. Сборку и разборку схем лабораторных работ производить только при отключенном электропитании стенда. Студент, заметивший нарушение правил техники безопасности должен немедленно сообщить об этом преподавателю. После окончания работы электрическая схема должна быть разобрана, рабочее место убрано, дополнительные приборы, исследуемые микросхемы и соединительные провода сданы.
Общие рекомендации по выполнению работ Ниже приведена рекомендуемая последовательность выполнения каждой работы. 1. Повторить теоретический материал о принципе работы исследуемых элементов и узлов. 2. Изучить справочные данные интегральных микросхем, исследуемых в выполняемой лабораторной работе. 3. Нарисовать исследуемую схему и проставить на ней номера выводов микросхем и номера выбранных источников сигналов. 4. Собрать исследуемую схему. Для этого:
• установить рычаг панельки в вертикальное положение • исследуемую микросхему установить в панельку так, чтобы вывод номер один микросхемы находился в первом гнезде панельки (около рычага) (рис. 2)
Рис. 2
• установить рычаг панельки в горизонтальное положение • с помощью соединительных проводов произвести монтаж электросхемы • для предотвращения возможных сбоев при исследовании микросхем с динамическим управляющим входом сигналы от ГОИ, ГВЧ и ГНЧ подавайте на эти входы через инверторы микросхемы К155ЛН1, формирующие короткие фронты импульсов • Внимание! При подключении интегральных схем к источнику питания +5В необходимо внимательно следить за соблюдением полярности, указанной на схемах. 5. После проверки собранной схемы преподавателем или лаборантом включить стенд кнопкой « СЕТЬ ». 6. В схемах, где используется ГВЧ, контролировать входные и выходные сигналы осциллографом. В остальных случаях сигналы можно контролировать как осциллографом, так и светодиодными индикаторами. 7. Составить отчет. Особое внимание при выполнении работы следует уделять исправности съемных микросхем и навесных элементов. Лучше, если в панельку и в клавишные зажимы их устанавливает преподаватель или лаборант.
Выходы всех источников стенда снабжены устройствами защиты от случайного короткого замыкания и перегрузки. Внимание! При перегрузке любого источника стенда срабатывают самовосстанавливающиеся предохранители, включается индикатор «ПЕРЕГРУЗКА», появляется звуковой сигнал и от исследуемой схемы отключается питание. После этого необходимо: • Выключить стенд, отжав кнопку «СЕТЬ» • устранить причину перегрузки • включить стенд, нажав кнопку «СЕТЬ» Задание №2: Включить и проверить работоспособность стенда Установите все кнопки на верхней панели стенда в отжатое состояние. Подсоедините шнур питания к разъему на задней панели стенда. Вилку шнура питания включите в розетку электросети напряжением 220В. Нажмите кнопку «СЕТЬ» на верхней панели стенда. При этом должны включиться индикатор на этой кнопке, 8 индикаторов HG0...HG7 и по одному индикатору на каждом ГОИ. Индикатор кнопки «Перегрузка» светиться не должен. Нажмите и отожмите каждую кнопку ЛУ1...ЛУ10. При нажатии кнопок должен включиться индикатор соответствующей кнопки и уровень сигнала в выходных гнездах источника должен измениться с логического нуля на логическую единицу. Нажмите и отпустите кнопки каждого ГОИ. При этом должны переключиться индикаторы того ГОИ, кнопка которого нажата. Сигналы в выходных гнездах ГОИ должны изменяться в соответствии с переключением индикаторов. Нажмите кнопку ГВЧ. Включится ГВЧ и индикатор кнопки начнет светиться. Проконтролируйте осциллографом наличие прямоугольных импульсов в выходных гнездах ГВЧ. Отожмите кнопку ГВЧ. Выходы всех источников стенда снабжены устройствами защиты от случайного короткого замыкания и перегрузки.
Задание №3: Измерить осциллографом амплитудно-временные характеристики периодических сигналов ГВЧ, формируемых стендом.
Измерению подлежат следующие амплитудно-временные характеристики: 1.Уровни напряжений логической единицы (U1) и логического нуля (U0) 2. Периоды следования сигналов ГВЧ (Т); 3. Длительности фронта (t 01) и среза (t 10) сигналов ГВЧ; 4. Длительность импульса (t1) и длительность паузы(t0) Зарисовать изображение сигнала, наблюдаемое на экране осциллографа
Примечание: перед измерением двухканальным запоминающим осциллографом (ОЦЗС-02) амплитудно-временных характеристик сигналов, формируемых стендом, необходимо ознакомится с руководством по эксплуатации данного прибора
Расчетным путём определить скважность (Q) и коэффициент заполнения (КЗ) периодических сигналов ГВЧ:
Последовательности прямоугольных импульсных сигналов, для которых Q = 2, называют меандром. Примерная осциллограмма импульсной последовательности представлена на рис.3
Рис. 3 – Примерная осциллограмма
Задание №4. Ознакомиться с типовыми корпусами интегральных схем. Найти на выданной интегральной микросхеме заданные преподавателем номера выводов Пояснения. Почти все интегральные схемы ТТЛ выпускаются в корпусе DIP. Это корпуса, имеющие 14, 16 или более выводов (контактов), расположенных в два ряда. Типичное внешнее исполнение и порядок нумерации выводов корпуса DIP показаны на рис. 4. Корпуса того же типа используются и для других логических семейств, таких как КМОП.
Рис.4 Для того, чтобы облегчить нахождение вывода с номером 1, в одном из углов корпуса ставят идентифицирующую точку или делают зарубку (или то и другое вместе). Вывод 1 располагается слева (вид сверху) от зарубки или около точки. Выводы считаются (нумеруются), начиная с вывода 1 и далее двигаясь против часовой стрелки. Содержание отчета
Отчет по работе должен содержать: • наименование работы и цель работы; • измеренные осциллографом амплитудно-временные характеристики периодического сигнала ГВЧ, формируемого стендом; • выводы по работе. Контрольные вопросы . Назначение органов управления стенда, его технические характеристики, правила подготовки к работе, меры безопасности. 2 Основные параметры импульсных сигналов. 3. Назовите возможные схемотехнические решения основных узлов стенда. 4. Назовите типовые корпусов интегральных микросхем и правило определения нумерации выводов. 5. Понятие логических уровней сигнала 6. Стандартная величина ТТЛ - сигнала. 7. Дать определения скважности (Q) и коэффициент заполнения (КЗ) периодических цифровых сигналов. Содержание отчета
Отчет по работе должен содержать: • наименование работы и цель работы; • справочные данные микросхем 155 серии: • условное графическое обозначение исследуемой МС и нумерацию выводов корпуса. • электрическую принципиальную схему для снятия передаточной характеристики инвертора • передаточную характеристику исследуемого инвертора. • результаты измерений (пункт 1.5) • схему кольцевого генератора • осциллограмму напряжения на выходе кольцевого генератора • расчет среднего время задержки на один логический элемент tср. • выводы по работе.
Контрольные вопросы
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Изобразить электрическую принципиальную схему триггера на логических элементах ИЛИ-НЕ и заполните таблицу истинности для этого триггера. 2. Объяснить схемы экспериментов и полученные результаты.
Приложение1. Расположение выводов некоторых интегральных микросхем
а) б) в)
Рис.6 Расположение выводов микросхем К155ЛА3 (ЛА11, ЛА12, ЛА13 ) (а, б), К155ЛА8 (а, в
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Счётчики. Назначение и основные типы. 2. В счётчике предусмотрена защита от дребезга механических контактов, выполненная на микросхеме К155ЛА3.Пояснить работу. 3. Пояснить принцип работы счётчика. Какие схемные изменения необходимо сделать для превращения этого счётчика в вычитающий.
Приложение 1. Расположение выводов некоторых интегральных микросхем.
а) б) в)
Рис 3. Расположение выводов микросхем К155ЛА3 (ЛА11, ЛА12, ЛА13) (а, б), К155ТМ2 (а, в).
Двоичные сумматоры Суммирование многоразрядных двоичных чисел А=anan-1…a0 и B=bnbn-1…b0 производится путем их поразрядного сложения с переносом между разрядами. Поэтому основным узлом многоразрядных сумматоров является комбинационный одноразрядный сумматор, который выполняет арифметическое сложение трех одноразрядных чисел (цифр): цифры данного разряда первого слагаемого (ai), цифры данного разряда второго слагаемого (bi) и цифры (1 или 0) переноса из соседнего младшего разряда (pi). В результате сложения для каждого разряда получаются две цифры – сумма для этого разряда (Si) и перенос в следующий старший разряд (pi+1). Условное графическое изображение полного двоичного одноразрядного сумматора и его таблица истинности (функционирования) приведены на рис. 1.
Многоразрядный последовательный сумматор может быть составлен из одноразрядных сумматоров, число которых равно числу разрядов слагаемых, путем соединения выхода, на котором формируется сигнал переноса данного разряда, с входом для сигнала переноса соседнего старшего разряда. Такой способ организации переноса называется последовательным. Схема реализации четырехразрядного сумматора на основе четырех одноразрядных приведена на рисунке 2).
Полный двоичный четырехразрядный сумматор изображается на схемах с использованием условного графического обозначения, показанного на рисунке 3. Данный тип сумматора наиболее прост с точки зрения схемы цепей распространения переноса, но имеет сравнительно низкое быстродействие. Более высоким быстродействием обладают сумматоры с параллельным переносом, в которых сигналы переноса формируются во всех разрядах одновременно. Этой цели служат специальные схемы ускоренного переноса. Микросхема К155ИМ3 - быстродействующий четырёхразрядный сумматор.Он принимает два четырёхразрядных числа по входам данных А0-А3 и B0-B3, а по входу Р0 - сигнал переноса. Внутри этого сумматора имеется схема ускоренного переноса (СУП).
Задание 1: На базе интегральной ИС К155ИМ3 (рис.4) спроектировать и собрать схему четырёхразрядного двоичного сумматора. Составить и заполнить таблицу истинности его работы. Опишите работу схемы сумматора.
Задание 2: На базе четырёхразрядного двоичного сумматора (микросхема К155ИМ3) выполнить четырехразрядный двоичный вычитатель.
Примечание: использовать инверторы микросхемы К155ЛН1 (рис.5). Необходимо помнить, что с выхода вычитателя снимается 4-разрядный дополнительный код результата S4S3S2S1 и при вычитании чисел разность может быть как положительным числом (в этом случае Р4=1) так и отрицательным (в этом случае Р4=0), пояснить это на примерах.
Рис.5 - Условное графическое обозначение ИС К155ЛН1 Задание 3. На базе четырёхразрядного двоичного сумматора (микросхема К155ИМ3) выполнить четырехразрядный двоичный сумматор-вычитатель двоичных чисел с использованием двухвходовых логических элементов исключающее ИЛИ микросхемы К155ЛП5 (рис.6). Составить и заполнить таблицу истинности его работы. Опишите работу схемы сумматора- вычитателя.
Контрольные вопросы
Оглавление
Введение Методические указания предназначены для выполнения лабораторно - практических работ по дисциплине «Схемотехника ЭВМ» на универсальном стенде ЦС - 02. В методических указаниях применены следующие сокращения: ЛУ -логические уровни ГВЧ — генератор высокой частоты стенда ГНЧ - генератор низкой частоты ГОИ - генератор одиночных импульсов Лабораторная работа №1 «Ознакомительная» Цель работы: изучение состава, назначения, принципов действия лабораторного стенда ЦС-02, используемого для проведения лабораторно-практических работ по дисциплине «Схемотехника ЭВМ», а также получение практических навыков по подготовке стенда к работе и его практическому использованию. Задание №1: изучить назначение органов управления стенда, его технические характеристики, структуру, назначение составных частей, правила подготовки к работе.
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-14; Просмотров: 1020; Нарушение авторского права страницы
