9201_Рауан_ЛР5

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ЭПУ

отчет

по лабораторной работе №5

по дисциплине «Цифровая схемотехника»

Тема: СИНХРОННЫЕ ЦИФРОВЫЕ СХЕМЫ И УСТРОЙСТВА ВВОДА-ВЫВОДА

Студент гр. 9201		Рауан М.
Преподаватель		Симон В.А.

Санкт-Петербург

2022

Цель работы – исследование способов организации ввода и вывода информации в синхронных цифровых схемах, ознакомление с работой 7-сегментных индикаторов с общим анодом и с двоичными счетчиками типа 74HC191 с асинхронным входом сброса и выходами для каскадирования двух типов.

Основные теоретические сведения:

Асинхронные схемы последовательной логики обладают очень большим недостатком: их быстродействие снижается по мере роста их размера (разрядности, количества триггеров и т.д.). Максимальное время, которое необходимо потратить на переключение асинхронного счетчика, прямо пропорционально количеству триггеров, из которых он состоит.

Рис. 1. – Временная диаграмма работы асинхронного счетчика коэффициентом пересчета, ограниченным значением 10.

В связи с этим многие годы разрабатываются и производятся исключительно цифровые интегральные микросхемы с синхронной архитектурой (от СБИС со специфическими функциями до микроконтроллеров и микропроцессоров). Синхронная логика накладывает ряд требований и ограничений на разрабатываемые схемы. Во-первых, в схеме могут присутствовать только интегральные микросхемы с синхронной архитектурой.

ПРОТОКОЛ НАБЛЮДЕНИЙ

Рис. 1. – Протокол наблюдений.

Ход работы:

1. Исследование синхронной защиты от дребезга с выделением заднего фронта.

Рис. 2. – Схема синхронной защиты от дребезга с выделением заднего фронта.

Рис. 3. – Осциллограмма после нажатой кнопки. Рис. 4. – Получение сигнала S2.

2. Сравнения методов подсчета событий.

Рис. 5. – Схема сравнения методов подсчета событий.

Таблица 1. – Значения индикаторов при нажатии кнопки.

С защитой от дребезга	0	1	2	3	4	5	6	7
Без нее	0	8	9	10	11	12	13	14

3. Исследование счетчика с коэффициентом пересчета 5.

Рис. 6. – Схема на счетчике с коэффициентом пересчета 5.

4. Макет секундомера со звуковым сигналом.

Рис. 7. – Схема макета секундомера со звуковым сигналом.

Рис. 8. – Осциллограмма секундомера.

Рис. 9. – данные даташита на микросхему 74LS47.

Вывод: в ходе лабораторной работы были исследованы синхронные цифровые схемы и устройства ввода-вывода. Собрана схема защиты от дребезга, и получена ее осциллограмма. Сравнены методы подсчета событий с защитой от дребезга и без нее, получена таблица сравнения значений индикаторов при нажатии на кнопку, а также символы на индикаторах после достижения значения 9. Также были собраны схемы счетчика с заданным коэффициентом и секундомера со звуковым сигналом.