Методическое пособие 136
.pdf
Рис.5. Лицевая панель логического анализатора
В блоке TRIGGER расположены кнопки запуска по положительному (включено по умолчанию) или отрицательному спаду сигнала и клемма для подключения внешнего источника синхронизации, например, генератора слова (подключается после нажатия кнопки EXTERNAL). Кроме того, предусмотрен автозапуск (после нажатия кнопки BURST) и запуск по заданной двоичной комбинации (после нажатия кнопки PATTERN), устанавливаемой пользователем в окошке под кнопкой путем введения туда с клавиатуры 1, 0 или X (неопределенное состояние), предварительно щелкнув мышью на нужном разряде.
9
2. Лабораторные задания и методические указания по их выполнению
Задание 1.
1.1.Запустить программу EWB.
1.2.Из панели контрольно-измерительных приборов
(Instruments) выбрать
осциллограф |
и разместить его на рабочее поле. |
1.3.Установить режим однократной развертки - “Pause after each screen”.
1.4.Подключить источник 
импульсов (библиотека компонентов Sources) с
параметрами по умолчанию 50%,1 кГц, 5В.
1.5.Измерить амплитуду и период импульсов, вычислить скважность импульсов n=T/TИМП.
Осциллограф использовать в режиме однократной развертки Y/T, синхронизация Auto, вход DC.
1.6. Измерить время нарастания и спада импульсов. Результаты пунктов 1.5 и 1.6. занести в таблицу 1
10
Таблица 1
Амплитуда А, [В]
Период Т, [мс]
Длительность импульса ТИМП, [мкс]
Скважность n
Время нарастания ТНАР., [мкс]
Время спада ТСПАД, [мкс]
Задание 2.
2.1. Собрать цепь, содержащую источник прямоугольных импульсов и интегрирующее RC звено. Ко входу звена подключить зеленым проводом канал А осциллографа, к выходу – канал В красным проводом.
2.2. Определить длительность импульса, период следования, зарисовать осциллограммы, определить нарастание выходного сигнала за время импульса. Полученные результаты занести в таблицу 2:
11
Таблица 2
Период Т, [мс]
Длительность импульса ТИМП, [мкс]
Нарастание вых. сигнала, [В]
Задание 3.
3.1.Заменить источник прямоугольных импульсов на источник
синусоидальных импульсов 
с параметрами 5В, 1 кГц. 3.2. Определить амплитуду входного и выходного сигналов, коэффициент передачи звена на выбранной частоте и фазовый сдвиг.
Таблица 3
Амплитуда входного сигнала, [В]
Амплитуда выходного сигнала, [В]
Фазовый сдвиг j , [мкс]
Коэффициент передачи звена К
3.3.Перейти из режима синхронизации Auto в режим А, затем в режим В. Зарисовать и объяснить полученные осциллограммы.
3.4.Перейти в режим развертки осциллографа В/А. Зарисовать полученную картину и объяснить результат.
3.5.Входы осциллографа переключить в режим АС. Перейти в режим непрерывной развертки (выключить флажок «Pause after each screen»), Y/T, синхронизация Auto. Пронаблюдать за выходным сигналом в течение нескольких циклов развертки. Объяснить наблюдаемое явление. Почему осциллограмма
12
входного сигнала не меняется, хотя оба входа осциллографа используются в одинаковом режиме АС?
3.6.Повторить пункт 3.1-3.5, изменив частоту генератора с 1 кГц на 2 кГц.
3.7.Заменить интегрирующее звено цепью простейшего выпрямителя (использовать режим однократной развертки –
« Pause after each screen»):
3.8. Зарисовать осциллограммы, определить максимальное напряжение на выходе во время положительной и отрицательной полуволны входного напряжения. Объяснить почему во время отрицательной полуволны на выходе имеется некоторое напряжение, хотя диод закрыт, а во время положительной полуволны выходное напряжение всегда меньше входного?
4. Оформление отчета
Отчет должен содержать:
4.1.Таблицы результатов измерений п. 1.5, 1.6, 2.2, 3.2.
4.2.Осциллограммы п.3.3, 3.4, 3.5 и пояснение к ним.
4.3.Что изменилось в осциллограммах при повышении частоты входного сигнала с 1 кГц до 2 кГц?
4.4.Осциллограммы и ответ на вопросы п. 3.8.
13
Лабораторная работа № 2
Синтез комбинационных устройств
Цель работы: овладение методами синтеза и экспериментальное исследование комбинационных цифровых устройств на логических элементах.
1. Лабораторные задания и методические указания по их выполнению
Задание 1.
На основании определения логических операций НЕ (инверсии), И (коньюнкции), ИЛИ (дизъюнкции) заполните табл.1.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Входные |
|
Значение выходных функций F |
|
||||
переменные |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||
А |
В |
С |
НЕ А |
И |
И-НЕ |
ИЛИ |
ИЛИ-НЕ |
|
|
|
|
|
|
|
|||
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
14
Задание 2.
2.1Составить электрическую схему, реализующую функцию 4И, используя ИЛС К155ЛА3 (7400).
2.2 Собрать электрическую схему 4И в рабочем окне программы EWB. Проверить логическое функционирование схемы, используя генератор слова и логический анализатор (см.раздел 2).
Зарисовать в одном и том же временном масштабе последовательно одну под другой диаграммы напряжений на входах и выходах схемы.
Задание 3.
3.1Составить электрическую схему, реализующую функцию 3ИЛИ, используя ИЛС К155ЛА3 (7400).
3.2 Собрать электрическую схему 3ИЛИ в рабочем окне программы EWB. Проверить логическое функционирование схемы, используя генератор слова и логический анализатор.
Зарисовать временные диаграммы напряжений на входах и выходах схемы.
4. Оформление отчета
Отчет должен содержать:
1.Электрические схемы комбинационных устройств
(п.2.1и п.3.1).
2.Результаты выполнения лабораторного задания в виде временных диаграмм, характеризующих работоспособность исследуемых устройств.
3.Выводы.
Вопросы для самопроверки
1.Как осуществляется схемная реализация М-входовой схемы И из 2-входовых элементов И-НЕ?
2.Как осуществляется схемная реализация М-входовой схемы ИЛИ из 2-входовых элементов И-НЕ?
15
Лабораторная работа № 3
Проектирование комбинационных устройств в заданном базисе логических элементов
1. Общие указания
Цель работы: изучение методов проектирования цифровых устройств комбинационного типа в заданном функционально полном наборе логических элементов (ЛЭ): основном функционально полном наборе (ОФПН), включающем ЛЭ «И», «ИЛИ», «НЕ»; монофункциональных наборах ЛЭ, «И- НЕ» или «ИЛИ НЕ».
2. Домашние задания и методические указания по их выполнению
2.1.Синтезировать комбинационное устройство, реализующее логическую функцию, заданную таблицей истинности (см. табл. 1) в соответствии с вариантом домашнего задания. Изобразить электрическую схему, используя только одну микросхему из ИЛС серии 155 (SN74) см. приложение 1.
2.2. Синтезировать комбинационное устройство, реализующее логическую функцию, заданную таблицей истинности (см. табл. 2) в соответствии с вариантом домашнего задания. Изобразить электрическую схему, используя только одну микросхему серии 155 (SN74), а также входные сигналы как в прямой, так и в инверсной форме.
16
Таблица 2
№ |
х3 |
х2 |
х1 |
х0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
3 |
3 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
3 |
1 |
1 |
3 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
3 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
3 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
3 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
3 |
1 |
3 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
3 |
3 |
1 |
1 |
1 |
3 |
1 |
0 |
1 |
0 |
3 |
3 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
3 |
0 |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
3 |
0 |
3 |
1 |
1 |
3 |
3 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
3 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
3 |
1 |
1 |
1 |
3 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
3 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
3 |
0 |
0 |
0 |
3 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
3 |
3 |
3 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
3 |
1 |
3 |
1 |
0 |
3' |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
3 |
0 |
0 |
0 |
3 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
3 |
3 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
1 |
1 |
0 |
] |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
3 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
3 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
3 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
3 |
1 |
0 |
3 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17
Таблица 3
№ |
х3 |
х2 |
х1 |
х0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
I |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
12 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18