Схемотехника цифровых устройств

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

Схемотехника цифровых устройств

Учебно-методическое пособие

 

 

ПЕНЗА

УДК 621.382: 621.396.6

 

Изложены сведения о принципах функционирования основных узлов цифровых устройств, методика выполнения лабораторных работ, целью которых является не только практическое знакомство с узлами цифровой техники, но и выработка практических навыков инженерного проектирования и наладки устройств на микросхемах малой и средней интеграции. Методика рассчитана как на применение универсальных стендов-конструкторов, так и на компьютерное моделирование.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре “Вычислительная техника” и предназначено для студентов, обучающихся по направлению 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» с разными профилями подготовки., в которых предусмотрено изучение схемотехники современных устройств.

С о с т а в и т е л ь Л.А.Брякин

 

 

ВВЕДЕНИЕ

В данной работе изучаются принципы функционирования и применения основных узлов цифровых устройств, реализованных в виде микросхем малой и средней степени интеграции и их компьютерных моделей. В каждой лабораторной работе приводятся условные обозначения и описания работы отечественных микросхем и их иностранных аналогов или пригодных для решения поставленных задач иностранных микросхем. Таблица соответствия используемых в стендах отечественных микросхем и иностранных аналогов предложена в приложении 1. Первые пять лабораторных работ посвящены изучению конкретных микросхем и их возможных применений, а шестая работа предполагает разработку простейших цифровых устройств с моделированием их на компьютере.

Приведённый теоретический материал в данной работе может быть пропущен, если суть решаемых задач и способы их решения известны или понятны студенту.

Методические указания учитывают возможность выполнения лабораторных работ как на универсальных стендах – конструкторах с набором сменных модулей, каждый из которых содержит набор определённых микросхем, так и на использовании пятой версии «Electronics Workbench» [2]. Возможно применение и других программных продуктов моделирования цифровых схем. В методическом плане выполнение лабораторных работ на универсальных стендах с реальными цифровыми элементами, генераторами и осциллографами ближе к практике, но компьютерное моделирование позволяет анализировать работу сложных устройств, моделирование которых на стендах затруднено. В отчёте можно приводить схемы как с отечественными обозначениями элементов, так и приведённые в выбранной системе моделирования условные обозначения.

При проведении лабораторных работ следует руководствоваться следующими положениями:

1.Лабораторные занятия проводятся фронтально во всей группе. Объём задания определяет ведущий преподаватель.

2. К каждой лабораторной работе необходима самостоятельная подготовка, включающая:

а) изучение теоретического материала [1, 3, 4];

б) выполнение необходимых проектных работ: логический синтез схем, разработка принципиальной или функциональной схем устройств;

в) теоретический анализ разработанных схем, построение временных диаграмм, тестовых последовательностей, таблиц истинности.

3. В ходе выполнения лабораторной работы студенты должны собрать на универсальном стенде-конструкторе или компьютере спроектированную схему, настроить её и исследовать. Для этого контролируют временные диаграммы в характерных точках схемы, добиваясь их совпадения с ранее построенными теоретически диаграммами, или проверяют работоспособность с помощью таблиц истинности, перебирая все возможные комбинации входных двоичных переменных.

4. По каждой лабораторной работе составляется отчёт (один на бригаду), включающий в себя:

а) наименование работы;

б) цель работы;

в) список фамилий студентов, выполнивших эту работу;

г) результаты выполнения работы, представляемые после заголовка «Результаты выполнения работы», в которых по каждому выполняемому пункту задания предлагается краткое содержание задания, расчётная часть (логический синтез схем), функциональные и (или) принципиальные схемы изучаемого устройства, временные диаграммы входных и выходных сигналов или таблицы истинности, выводы по данному пункту задания. Выполняемому пункту задания сохраняется его номер в разделе «Порядок выполнения работы», в котором сформулированы задания на лабораторную работу.

 

Если некоторые пункты задания студенты не успели выполнить во время занятия, то эти пункты должны быть выполнены самостоятельно дома или на компьютере, или теоретически путём анализа схемы с использованием полученных на лекциях знаний и представлены в отчёте (преподаватель может исключить необходимость выполнения отдельных пунктов). При этом описывается поведение схемы в статике, без учёта задержек элементов схемы.

Предлагая отчёт преподавателю, студенты должны быть готовы ответить на предложенные к лабораторной работе контрольные вопросы и на дополнительные вопросы по изучаемому материалу.

Рис. 2. Временные диаграммы сигналов генератора стенда

Временные диаграммы представляют изображения поведения сигналов (электрического напряжения в нашем случае) во времени. На временных диаграммах уровень логической единицы располагается выше, чем уровень логического нуля. Из временных диаграмм видно, что в исходном состоянии все сигналы равны нулю. В течение шестнадцати периодов сигнала F, то есть за период T перебираются всевозможные сочетания двоичных переменных. На шестнадцатом периоде все сигналы оказываются в единичном состоянии, как это видно из рисунка. Сигнал F обладает максимальной частотой, а сигнал F16 обладает минимальной частотой. Если в качестве входных сигналов разработанной или изучаемой схемы использовать предложенные сигналы, то, наблюдая за период T выходной сигнал, можно проверить функционирование схемы на всех возможных сочетаниях значений входных переменных, то есть проверить правильность работы схемы на всех строках таблицы истинности. Можно заметить, что это позволяет не перебирать всевозможные состояния сигналов с помощью тумблеров, а, задав входные сигналы с помощью генератора стенда, построить поведение собранной схемы сразу на всех наборах переменных, анализируя входные и выходные сигналы и их взаимное расположение с помощью осциллографа. Остаётся лишь добавить к временным диаграммам входных сигналов снятый с помощью осциллографа выходной сигнал.

Подключение питания на стенд осуществляется специальным тумблером.

Рассмотрим некоторые особенности использования программы «Electronics Workbench» при выполнении лабораторной работы.

При выполнении лабораторных работ в основном используются две библиотеки цифровых микросхем: «Logic Gates» и «Digital», состав которых предлагается на рисунке 3.

Logic Gates Digital

Рис. 3. Используемые библиотеки цифровых элементов и микросхем.

Если не требуется привязка к конкретным сериям элементов можно применять логические элементы и триггеры из верхних строк предложенных библиотек. При использовании узлов: дешифраторов, мультиплексоров, регистров, счётчиков, достаточно использовать модели, предложенные во второй строке библиотеки «Digital».

В библиотеке «Indicators» можно найти индикаторы логических состояний цифровых сигналов и семисегментные индикаторы цифр и некоторых символов.

Некоторые условные обозначения из упомянутых библиотек предложены на рисунке 4.

Рис. 4. Условные обозначения цифровых узлов и элементов при моделировании: а – JK-триггер, б – счётчик, в – спаренный дешифратор, г – сдвигающий регистр, д – логические элементы, е – индикатор логического состояния сигнала.

Выполняемая логическая функция выбранной модели элемента легко определяется с использованием функциональной клавиши «F1», если условное обозначение элемента отмечено левой клавишей «мышки» красным цветом. Выбрать вариант физической реализации (идеальный, ТТЛ, КМОП) и присвоить позиционное обозначение (Label) можно с использованием окна, которое откроется при двойном нажатии левой клавиши мышки, курсор которой расположен на выбранном элементе. Можно заметить, что некоторые модели элементов соответствуют конкретным микросхемам и требуют подведения питания (например, спаренный дешифратор 74155, обозначение которого приведено на рисунке 4, в). Расположенные около условного обозначения цифры определяют номера выводов микросхемы. Контакт микросхемы с меткой «GND» (контакт с номером 8) следует подключить к точке с нулевым потенциалом, а к контакту 16 с меткой «VCC» необходимо подать напряжение питания величиной 5 Вольт.

Если лабораторная работа выполняется на компьютере, то формирование двоичных переменных возможно с использованием моделей тумблеров или с использованием генератора слов, временные диаграммы сигналов на выходах которого подобны предложенным на рисунке 2. Предполагая, что используется программа типа «Electronics Workbench», для формирования двоичных переменных с помощью тумблеров при числе переменных не более четырёх можно использовать схему, предложенную на рисунке 5.

На предложенной схеме на выходах x1, x2, x3, x4 с помощью тумблеров S1, S2, S3, S4 формируются цифровые сигналы с уровнями U⁰=0В при формировании логического нуля и U¹=5В при формировании логической единицы. Выходы VCC=U¹ и GND=U⁰ используются для питания используемых микросхем и для формирования констант нуля и единицы. Состояния сигналов на выходах x1, x2, x3, x4 контролируются индикаторами H1, H2, H3, H4. Изменение состояний тумблеров осуществляется клавишами 1, 2, 3, 4. Перебирая с помощью клавиш все возможные сочетания входных переменных можно проверить таблицу истинности на всех строках.

Если по заданию требуется формирование отрицания переменной, то следует использовать модели инверторов в отличие от случая выполнения работы на стенде, где с тумблера, формирующего переменную, одновременно можно считывать прямое и инверсное значения переменной.

Рис. 5. Схема формирования двоичных переменных в статике при работе на компьютере

Чтобы не тратить время на набор предложенной схемы при выполнении каждого пункта задания можно воспользоваться файлом «gen-slov.ewb». В этом случае для набора требуемой по заданию схемы следует извлечь предложенный файл, дорисовать требуемую схему с подключением логических индикаторов к выходам этой схемы, запомнить полученную схему с новым именем и испытать. Моделирование набранной схемы начинается в момент «включения питания» с помощью переключателя, расположенного в левом верхнем углу рабочего стола. Перебирая все возможные сочетания входных переменных, составить таблицу истинности и сравнить её с теоретически составленной или исходной таблицей, записать схему в отчёт и сделать выводы по результатам выполнения этого пункта. При необходимости записать схему или часть экрана при работе с программой «Electronics Workbench» в пункте меню «Edit» находим пункт «Copy as Bitmap» и на рабочем столе отмечаем прямоугольником копируемую область. Затем вставляем результат в отчёт.

Применение генератора сигналов, подобных предложенным на рисунке 2, позволяет не тратить время на перебор всех состояний и измерять при необходимости динамические свойства изучаемой схемы с помощью осциллографа или его модели. Если используется программа «Electronics Workbench», то для формирования множества сигналов можно использовать генератор слов «Word Generator», а одновременно наблюдать формируемые (входные) сигналы и выходные сигналы исследуемой схемы удобно с помощью логического анализатора «Logic Analyzer». Удобно при использовании генератора слов начинать набор изучаемой схемы с извлечения файла «word-generator.ewb», подключения к выходам генератора входов схемы, а выходы схемы подключаются к свободным входам логического анализатора. После этого необходимо записать результат с новым именем в память и запустить схему. Результатом выполнения задания в этом случае будут копии набранной схемы и экрана логического анализатора и комментарий к сигналам на экране анализатора. Под комментарием следует понимать описание работы схемы с указанием места на временных диаграммах, для которого справедливо описание. Желательно отметить это место на временных диаграммах средствами используемого программного продукта или какого-либо графического редактора, или указать значения входных сигналов, при которых наблюдается описанное поведение схемы.

Схема генератора слов и временные диаграммы формируемых генератором сигналов в пятой версии «Electronics Workbench» предложена на рисунке 6. Сигнал x0 обладает максимальной частотой и располагается на экране логического анализатора первым сверху. Сигнал x4 располагается последним и имеет минимальную частоту. Заметим, что сигналы на экране логического анализатора подобны сигналам рисунка 2.

а)

б)

Рис. 6. Схема генератора слов (а) и временные диаграммы

формируемых генератором сигналов (б)

А именно, сигналы x0, x1, x2, x3, x4 подобны сигналам F, F2, F4, F8, F16, используемым при работе со стендом. Предложенная на рисунке схема формирования уровней нуля (GND) и единицы (VCC) используется для формирования констант нуля и единицы и для питания используемых микросхем.

Возможно применение для генерации сигналов, аналогичных сигналам, предложенным на рисунке 2, файла «word-generator2.ewb». Схема формирования импульсов в этом случае предложена на рисунке 7. Особенностью такого варианта является применение для формирования каждого импульсного сигнала модели генератора импульсов с соответствующей частотой. Для наблюдения сигналов можно использовать как логический анализатор, так и модель осциллографа. Возможно изменение частот импульсных сигналов до величины в доли Герца, что позволит наблюдать процесс логическими пробниками, визуально, без применения осциллографа или логического анализатора практически в статике.

 

Рис. 7. Возможное схемное решение генератора импульсных сигналов

При моделировании цифровых схем в зависимости от указаний преподавателя могут использоваться модели идеализированных элементов, в которых не требуется проведение цепей питания, и модели реальных микросхем, в которых требуется подведение питания и подача на неиспользуемые входы констант для исключения влияния этих входов на результаты моделирования. В первом случае получается фактически функциональная схема, которая позволяет проверить логику работы, а втором случае проверяется не только логика работы, но изучаемая схема оказывается моделью реального устройства. Фактически имеем дело в этом случае с принципиальной схемой, на которой указаны соединения микросхем и номера контактов. Используя реальные микросхемы, можно спаять схему и получить макет разработанного устройства. Рассмотрим пример использования файла «gen-slov.ewb».

Запустив программу «Electronics Workbench» откройте из папки «EWB» файл «gen-slov.ewb». В случае использования моделей идеализированных элементов открывается библиотека «Logic Gates». В верхней строчке можно выбрать требуемый логический элемент. Предположим, что требуется реализовать логическую функцию: . Для этой цели требуется элемент типа 3И-НЕ. Выбираем в верхней строке открытой библиотеки элемент «NAND» и перетаскиваем изображение на рабочий стол. Двойным щелчком правой клавиши мышки по изображению элемента входим в режим задания некоторых параметров элемента. Задаём количество входов, равное трём. Если требуется, можно выбрать модель элемента (КМОП, идеальный, ТТЛ), присвоить имя и номер элементу. После этого подаём входные сигналы на эти три входа и подключаем выход к логическому пробнику или к свободному входу логического анализатора и получаем возможность проверить правильность работы разработанного устройства. При использовании тумблеров получаем схему, предложенную на рисунке 8. Предложенная схема содержится в файле «3И-НЕ1.ewb», что позволяет проверить её работу, не тратя время на коммутацию.

Рис. 8. Схема анализа работы элемента типа 3И-НЕ

В предлагаемом на рисунке случае при подаче на входы x1 и x2 логической единицы, а на вход x3 нуля, на выходе наблюдается единица. Символ отрицания представлен восклицательным знаком, а конъюнкция использует классические символы. Логические пробники H1 и H2 указывают на уровень единицы, а H3 указывает на наличие на входе x3 логического нуля. На выходе y наблюдается единица.

Контрольные вопросы

1. Каким образом воспринимается свободный вход элементом ТТЛ?

2. Как формируются входные переменные при анализе работы в статике и как определяются состояния выходных переменных в этом случае?

3. Чем отличаются кнопки от тумблеров на лабораторных стендах?

4. Что такое временные диаграммы?

5. Какую функцию (суммирование или вычитание в двоичном виде) выполняют сигналы F16, F8, F4, F2 на рисунке 2 в ответ на импульсы сигнала F?

6. Какие параметры определяют динамические свойства логических элементов и как они измеряются?

7. Каким образом можно записать в буфер фрагмент экрана при моделировании схемы с помощью «Electronics Workbench»?

8. Как определить параметры модели элемента и выполняемую им функцию?

 

Лабораторная работа № 1

КОМБИНАЦИОННЫХ СХЕМ

Цель работы: изучить методы синтеза и анализа комбинационных схем, методы минимизации, макетирования и испытания комбинационных схем, изучить одноразрядный комбинационный сумматор.

Общие сведения

Синтезируемые в процессе выполнения работы схемы должны быть ориентированы при работе со стендом на элементы, имеющиеся на стенде. Это элементы типа ЛА4, ЛА1, выполняющие функцию NИ-НЕ с числом входов N=3 или 4, а также элементы ЛР1, ЛР3, выполняющие функции 2-2И-ИЛИ-НЕ и 2-2-2-3И-ИЛИ-НЕ соответственно. То есть при необходимости выполнения функции НЕ придётся использовать многовходовой инвертирующий элемент типа 3И-НЕ и избавляться от посторонних в этом применении входов. Можно учитывать, что элементы стенда выполнены по технологии ТТЛ. Возникнут проблемы и при необходимости реализации функции ИЛИ. Условные обозначения элементов стенда предложены на рисунке 9. К выходам элементов ЛР1 и ЛО3 имеются инверторы, что позволяет получить логическую функцию без инверсии.

 

Рис. 9. Условные обозначения логических элементов стендов

При выполнении работы на компьютере следует использовать иностранные аналоги отечественных элементов. Таблица соответствия иностранных и отечественных элементов предложена в приложении. Если аналог не найден, используйте имеющиеся модели элементов, на которых, как вы считаете, возможно решение поставленной задачи. При этом вы должны самостоятельно или с помощью преподавателя разобраться в работе используемой микросхемы, при необходимости обращаясь к помощи (F1) при отмеченном цветом изображении элемента.

В данной работе можно пользоваться элементами из библиотеки «Logic Gates». Сравнительные условные обозначения с выполняемыми логическими функциями предложены в таблице 1.

Задание для подготовки к лабораторной работе

1.Изучить теоретические положения, используя рекомендованную литературу и лекционный материал (страницы с 6 по 26 конспекта лекций [Л.А.Брякин. Основы схемотехники цифровых устройств: конспект лекций. – Пенза: Изд. Пенз.гос. ун-та, 2006. – 104 стр.]).

2. Подготовиться к выполнению работы, составив для каждого пункта задания таблицы истинности реализуемых функций, выполнить необходимую по заданию минимизацию, составить схемы с учётом имеющихся моделей элементов. При использовании компьютера в отчёт необходимо представить копии набранных схем, временные диаграммы работы схемы с комментарием. Временные диаграммы могут быть построены путём перебора состояний входных сигналов тумблерами и контролем при этом состояний выходного сигнала или могут быть сформированы на экране осциллографа или на модели логического анализатора в автоматическом режиме.

Символом * помечаются пункты задания, выполнение которых определяет преподаватель. Если нет указания преподавателя, то студент может сам определить необходимость выполнения отмеченного пункта.

 

Таблица 1

УГО в EWB версии 5
УГО, принятое у нас
Название. Функция	Инвертор	Конъюнктор	Конъюнктор с отрицанием или NAND	Дизъюнктор	Дизъюнктор с отрицанием или NOR	Исключающее ИЛИ
С учётом числа входов n	НЕ	nИ	nИ-НЕ	nИЛИ	nИЛИ-НЕ

 

Порядок выполнения работы

Работа со стендом

Таблица 2

вариант	функция	вариант	функция

б)* Исследовать динамические свойства синтезированной схемы, используя для формирования двоичных переменных сигналы с генератора стенда с учётом заданного в таблице 2 соответствия переменных x1, x2, x3 сигналам F, F2, F4, F8, F16 и усложнив при необходимости выбранную схему входными инверторами для формирования отрицаний переменных.

Необходимо построить с помощью осциллографа временные диаграммы входных и выходных сигналов всех используемых логических элементов. Измерить задержки в формировании фронтов выходного сигнала. Синхронизацию осциллографа следует брать от входного сигнала с минимальной частотой.

Лабораторная работа № 2

Комбинационных узлов

Цель работы: изучить электрические схемы и принципы организации дешифраторов, мультиплексоров, шифраторов и сумматоров и методы их использования при синтезе комбинационных схем.

Рис. 20. Условное обозначение К155ИМ3 и иностранный аналог 4008

 

Задание для подготовки к выполнению лабораторной работы

1. Изучить теоретический материал по лекциям и рекомендованной литературе (страницы с 28 по 36 и с 44 по 46 конспекта лекций [Л.А.Брякин. Основы схемотехники цифровых устройств: конспект лекций. – Пенза: Изд. Пенз.гос. ун-та, 2006. – 104 стр.]).

2. Выполнить синтез и подготовить схемы и таблицы истинности для выполнения лабораторной работы.

Порядок выполнения работы

Лабораторная работа № 3

Порядок выполнения работы

D-триггеров.

JK-триггеров.

Рис. 29. Схема части блока управления

Схема состоит из дизъюнктора DD1, дешифратора DD2, двухразрядного счётчика DD3, мультиплексора DD4, конъюнкторов DD5, DD7, DD8.

 

При программировании замка на требуемый код необходимо поставить перемычки между выходами дешифратора и входами мультиплексора (пунктирные линии). Сигналом RESET сбрасываются в нулевое состояние счётчик и сдвигающий регистр. Мультиплексор передаёт на выход сигнал с выхода 2 дешифратора. Набираем двоичный код двойки, нажимая кнопку на входе 1 дешифратора. Это приводит к формированию единицы на нулевом входе мультиплексора, которая передаётся на вход D сдвигающего регистра. Удерживая код, нажимаем на клавишу CLOCK, что приводит к сдвигу информации в регистре на один разряд с занесением единицы в нулевой разряд. Состояние регистра оказывается равным RG[2/0]=001. При отпускании клавиши CLOCK по спадающему фронту подсуммируется единица к счётчику, что активизирует первый вход мультиплексора. Вводим код второго этапа, когда следует подать единицу на нулевой вход дешифратора. Вводим набранный код нажатием на клавишу CLOCK. После отпускания клавишы счётчик оказывается в состоянии 10, а регистр запомнит состояние RG[2/0]=011. На третьем этапе наблюдается единица при нажатии на клавишу CLOCK на выходах коньюнкторов DD7, DD8, что позволяет открыть замок (по совпадению единиц на выходах DD7, DD8). В момент отпускания клавишы счётчик принимает состояние 11, на выходе элемента DD5 формируется единица, которая через дизъюнктор DD1 сбросит счётчик и регистр в нулевое состояние и замок готов к работе.

С учётом полученных знаний каждая бригада должна разработать блок управления замком с заданной в таблице 12 секретностью S или чуть выше.

№

S

Выполнить моделирование разработанного блока, задав код открывания, показать его работу преподавателю и схему с кратким описанием поместить в отчёт

Контрольные вопросы

1. Чем отличается динамическое управление триггеров от статического?

2. Можно ли определить запрещенные комбинации входных сигналов для D- и JK- триггеров?

3. При каких условиях возможна генерация в асинхронном RS- триггере?

4. Чем отличается синхронный и асинхронный T- триггеры?

5. Как следует изменить схему синхронного RS-триггера на элементах

И-НЕ, чтобы организовать дополнительно асинхронные входы S и R?

6. Какова продолжительность интервала приёма информации в динамическом триггере и в двухступенчатом триггере?

7. Почему в синхронном RS- триггере активными сигналами на входах являются единичные уровни, а в асинхронном – нулевые уровни?

 

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

Схемотехника цифровых устройств

Учебно-методическое пособие

 

 

ПЕНЗА

УДК 621.382: 621.396.6

 

Изложены сведения о принципах функционирования основных узлов цифровых устройств, методика выполнения лабораторных работ, целью которых является не только практическое знакомство с узлами цифровой техники, но и выработка практических навыков инженерного проектирования и наладки устройств на микросхемах малой и средней интеграции. Методика рассчитана как на применение универсальных стендов-конструкторов, так и на компьютерное моделирование.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре “Вычислительная техника” и предназначено для студентов, обучающихся по направлению 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» с разными профилями подготовки., в которых предусмотрено изучение схемотехники современных устройств.

С о с т а в и т е л ь Л.А.Брякин

 

 

ВВЕДЕНИЕ

В данной работе изучаются принципы функционирования и применения основных узлов цифровых устройств, реализованных в виде микросхем малой и средней степени интеграции и их компьютерных моделей. В каждой лабораторной работе приводятся условные обозначения и описания работы отечественных микросхем и их иностранных аналогов или пригодных для решения поставленных задач иностранных микросхем. Таблица соответствия используемых в стендах отечественных микросхем и иностранных аналогов предложена в приложении 1. Первые пять лабораторных работ посвящены изучению конкретных микросхем и их возможных применений, а шестая работа предполагает разработку простейших цифровых устройств с моделированием их на компьютере.

Приведённый теоретический материал в данной работе может быть пропущен, если суть решаемых задач и способы их решения известны или понятны студенту.

Методические указания учитывают возможность выполнения лабораторных работ как на универсальных стендах – конструкторах с набором сменных модулей, каждый из которых содержит набор определённых микросхем, так и на использовании пятой версии «Electronics Workbench» [2]. Возможно применение и других программных продуктов моделирования цифровых схем. В методическом плане выполнение лабораторных работ на универсальных стендах с реальными цифровыми элементами, генераторами и осциллографами ближе к практике, но компьютерное моделирование позволяет анализировать работу сложных устройств, моделирование которых на стендах затруднено. В отчёте можно приводить схемы как с отечественными обозначениями элементов, так и приведённые в выбранной системе моделирования условные обозначения.

При проведении лабораторных работ следует руководствоваться следующими положениями:

1.Лабораторные занятия проводятся фронтально во всей группе. Объём задания определяет ведущий преподаватель.

2. К каждой лабораторной работе необходима самостоятельная подготовка, включающая:

а) изучение теоретического материала [1, 3, 4];

б) выполнение необходимых проектных работ: логический синтез схем, разработка принципиальной или функциональной схем устройств;

в) теоретический анализ разработанных схем, построение временных диаграмм, тестовых последовательностей, таблиц истинности.

3. В ходе выполнения лабораторной работы студенты должны собрать на универсальном стенде-конструкторе или компьютере спроектированную схему, настроить её и исследовать. Для этого контролируют временные диаграммы в характерных точках схемы, добиваясь их совпадения с ранее построенными теоретически диаграммами, или проверяют работоспособность с помощью таблиц истинности, перебирая все возможные комбинации входных двоичных переменных.

4. По каждой лабораторной работе составляется отчёт (один на бригаду), включающий в себя:

а) наименование работы;

б) цель работы;

в) список фамилий студентов, выполнивших эту работу;

г) результаты выполнения работы, представляемые после заголовка «Результаты выполнения работы», в которых по каждому выполняемому пункту задания предлагается краткое содержание задания, расчётная часть (логический синтез схем), функциональные и (или) принципиальные схемы изучаемого устройства, временные диаграммы входных и выходных сигналов или таблицы истинности, выводы по данному пункту задания. Выполняемому пункту задания сохраняется его номер в разделе «Порядок выполнения работы», в котором сформулированы задания на лабораторную работу.

 

Если некоторые пункты задания студенты не успели выполнить во время занятия, то эти пункты должны быть выполнены самостоятельно дома или на компьютере, или теоретически путём анализа схемы с использованием полученных на лекциях знаний и представлены в отчёте (преподаватель может исключить необходимость выполнения отдельных пунктов). При этом описывается поведение схемы в статике, без учёта задержек элементов схемы.

Предлагая отчёт преподавателю, студенты должны быть готовы ответить на предложенные к лабораторной работе контрольные вопросы и на дополнительные вопросы по изучаемому материалу.

1234567Следующая ⇒

Поделиться: