- •Гоу впо "Воронежский государственный технический университет"
- •Кафедра «Автоматика и информатика в технических системах»
- •Функциональные узлы
- •Цифровой электроники
- •Общие положения
- •1. Организация цикла лабораторных работ
- •1.1. Состав и задачи цикла работ
- •1.2. Подготовка к выполнению лабораторной работы
- •1.3. Проведение лабораторной работы
- •1.4. Требования к оформлению отчета по работе
- •2. Краткая инструкция по технике безопасности при выполнении лабораторных работ
- •3. Указания по пользованию приборами
- •2.2. Назначение и параметры наладочных стендов
- •2.3. Назначение, состав и органы управления наладочного стенда нс-2
- •2.4. Применение стенда нс-2 в данном цикле работ
- •3. Порядок выполнения лабораторной работы
- •3.1. Предварительное задание
- •3. Порядок выполнения лабораторной работы
- •3.1. Предварительное задание
- •3.2. Рабочее задание
- •4. Контрольные вопросы
- •2.2. Синтез двоичного шифратора на логических элементах
- •2.3. Иные реализации двоичных шифраторов
- •3. Порядок выполнения лабораторной работы
- •3.1. Предварительное задание
- •3.2. Рабочее задание
- •4. Контрольные вопросы
- •2.2. Функциональные схемы коммутаторов
- •2.3. Реализации коммутаторов сообщений
- •3. Порядок выполнения лабораторной работы
- •3.1. Предварительное задание
- •3.2. Рабочее задание
- •4. Контрольные вопросы
- •2.2. Специальные счетчики и делители
- •2.3. Микросхема ие7
- •2.4. Делители на базе счетчика ие7
- •3. Порядок выполнения лабораторной работы
- •3.1. Предварительное задание
- •3.2. Рабочее задание
- •4. Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •Содержание
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
3.2. Рабочее задание
3.2.1. Выполните коммутацию, соответствующую разработанной таблице соединений (п.3.1.6 или 3.1.8 – по указанию преподавателя), проверьте ее правильность. Включите питание стенда, проверьте наличие на колодках переходной панели напряжений +5 В, 0 В и связей между выводами микросхем. Выключите питание стенда.
3.2.2. Установите в колодки микросхемы и МИ (следите за положением ключей!), включите питание. Подавая активные сигналы (лог.0 или 0 В) на входы шифратора, наблюдайте результаты, сверяя их с подготовленной таблицей истинности (уровни лог.1 не подаются, а формируются самими входами микросхем). В случае несоответствия найдите ошибку в таблице соединений или в коммутации. Пользуйтесь при этом индикатором логических уровней стенда, установив режим "ступенька" и подключая щуп непосредственно к выводам микросхем. После завершения эксперимента проведите анализ полученных результатов и сформулируйте выводы, занеся их в отчет.
3.2.3. При исследовании микросхемы шифратора ИВ1 рассмотрите действие дополнительных (управляющих) входов и выходов, составьте таблицу функционирования. Подготовьте ВЫВОДЫ по дополнительным возможностям ИВ1 и словесное описание его работы.
3.2.4. Подготовьте отчет, оформив его в соответствии с требованиями п. 1.4 "Общих положений".
4. Контрольные вопросы
Дайте описание процедуры составления СДНФ и СКНФ логической функции и их минимизации.
Приведите определение шифратора и двоичного шифратора.
Подсчитайте, сколько выходов будут иметь шифраторы с 10, 20, 30 входами.
Опишите различия в функционировании шифраторов, синтезированных способами А, Б и В, назовите причину этих различий, перечислите преимущества и недостатки каждого варианта.
Запишите СДНФ функций A1, A2 классической реализации рассмотренного шифратора.
Запишите выражения для функций A1, A2 приоритетной реализации рассмотренного шифратора.
Объясните принцип построения и функционирования переработанной вами схемы трехразрядного приоритетного шифратора, пользуясь полученной таблицей его состояний, приведите перечень (кодировку) элементов, необходимых для его создания.
Изложите сведения о функциональных возможностях приоритетных шифраторов, существующих в интегральном исполнении.
Дайте словесное описание работы ИВ1, пользуясь составленной вами таблицей истинности.
ИССЛЕДОВАНИЕ КОММУТАТОРОВ СООБЩЕНИЙ Лабораторная работа № 3
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
1.1. Изучить принципы функционирования мультиплексоров и демультиплексоров.
1.2. На примере схемы полного трехразрядного коммутатора получить практические навыки разработки функциональных узлов вычислительной техники.
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
2.1. Определение коммутаторов сообщений
Определим одноканальные коммутаторы сообщений как комбинационные устройства, имеющие x информационных входов, y выходов, m адресных входов для выбора источника входной информации и n адресных входов для выбора одного из выходов и выполняющие передачу информации с одного выбранного двоичным адресным кодом входа на единственный выбранный выход. Графическое обозначение такого коммутатора будет иметь вид, приведенный на рис. 3.1.
Рис. 3.1.
В общем случае коммутаторы сообщений могут иметь также входы Е разрешения ввода, входы ОЕ разрешения вывода информации и входы/выходы других специальных сигналов. Коммутаторы сообщений могут быть многоканальными, в этом случае все группы входов или выходов управляются общими сигналами адреса и общими или раздельными сигналами Е, ОЕ. Количество адресных входов (разрядность коммутатора m, n) в зависимости от количества информационных входов/выходов определяется соотношениями
m = int (log2x), n = int (log2y), (3.1)
где int означает округление в бóльшую сторону до целого числа.
Коммутаторы с m =log2x, n = log2y называют полными, а с m < log2 x, n < log2y – неполными.
Разновидность коммутаторов сообщений, которые имеют несколько информационных входов и один выход (многоканальные – несколько выходов) и которые обеспечивают передачу информации на выход со входа, выбранного адресным кодом, называют мультиплексорами, а также мультиплексорами-селекторами (или просто коммутаторами). Соответственно функциональное обозначение на УГО имеет вид MUX, MX или MS. Если обозначить информационный поток на входе 0 как I0, на входе 1 как I1, и т.д., а сигнал на выходе как Q, то, например, таблица функционирования мультиплексора 8-1 будет иметь вид
Н
А2
А1 А0 Q
0
0 0 I0
0
0 1 I1
0 1 0 I2
0 1 1 I3
1 0 0 I4
1 0 1 I5
1 1 0 I6
1 1 1 I7
Разновидность коммутаторов сообщений, которые имеют один информационный вход (многоканальные – несколько входов) и несколько выходов и которые обеспечивают передачу информации с входа на выход, выбранный адресным кодом, называют демультиплексорами. Их функциональное обозначение на УГО – DMX. Если обозначить информационный поток на входе как I, а сигналы на выходах как Q0...Q7, то таблица функционирования демультиплексора 1-8 будет иметь вид
А2 А1 А0 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7
0 0 0 I 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 I 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 I 0 0 0 0 0
0 1 1 0 0 0 I 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 I 0 0 0
1 0 1 0 0 0 0 0 I 0 0
1 1 0 0 0 0 0 0 0 I 0
1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 I
Неполные демультиплексоры используются, например, для получения сигналов, соответствующих десятичной цифре (n=10) или для опознавания адреса устройства (минимальное значение n=1).