Д.Б. Гвоздев Электроника. цифровые устройства

10

ратно пропорционально просматриваемой частоте, например для просмотра частоты 1 кГц надо установить TIME BASE примерно на 0,1 миллисекунду, если частота 10 кГц TIME BASE около 0,01 nсек.

Установка чувствительности вольт/деление (V/Div). Эта установка в режиме Y/T влияет на размер по вертикали. При режимах А/В и В/А могут задаваться размеры по разным осям. Каждый канал настраивается отдельно. Пример: если ожидаемый вход сигнала около 3V, чувствительность V/Div можно установить на 1V/Div.

Настройка начала осей X POS, Y POS. Когда X POS = 0, то развертка начинается с левого края экрана. Положительное значение сдвигает начало вправо, отрицательное - влево. Если Y POS = 0, то вертикальная ось начинается прямо от оси Х. Возможные значения от –3,00 до 3,00. Значение 1,60, например, приведет к тому, что ось X сместится выше.

Установки Ас, О, Dc делаются независимо для каждого канала. Выбирают нажатием кнопок Ас, О, Dс.

Режим Ас - пропускает только переменную пропускающую сигна-

ла.

Режим Dc - показывает сумму переменной и постоянной составляющих.

Режим O - показывает смещение осциллограммы.

Установка задержки синхронизации (Triggering). Применяется для просмотра переднего фронта. Если такой необходимости нет, надо включить Auto. Может возникнуть необходимость синхронизации по переднему и заднему фронту, для этого используют кнопки с надпи-

сью Edge.

11

Уровень задержки (LEVEL) - это точка по оси Y, которая должна быть пересечена сигналом перед началом развертки.

Кнопки Auto, А, В, ЕХТ определяют сигнал для задержки развертки. Auto используется, если мы желаем получить развертку немедленно. Кнопки А, B используются для выбора канала синхронизации. Кнопка ЕХТ для внешнего запуска. Триггер внешнего запуска должен быть в схеме, и его надо подсоединить к самой правой нижней клемме на иконке.

Общая точка осциллографа. Предполагается, что общая точка заземлена. Нет нужды явно подсоединять землю к осциллографу, исследуемая цепь должна иметь контакт с землей. Если возникает необходимость ввести точку отсчета иную, чем "земля", то источник или другой компонент должен быть заземлен.

Увеличение масштаба экрана. Нажатие кнопки ZOOM увеличивает графическое поле дисплея, приведенное на рис. 4, при этом управление переходит к кнопкам, расположенным на окне внизу. Мы имеем возможность точно просчитать значение с осциллограммы. Для этого надо специальный визир поместить в нужное место. Специальные визиры имеют управляющую точку в виде красного и желтого треугольника. В специальных окнах под графическим дисплеем показываются время отмеченных точек и значения сигналов для каждого канала. Показываются и разностные значения для двух визиров.

Осциллограф можно настраивать и во время работы схемы. Если моделирование продолжается, то можно передвигать точки подключения. Экран перерисовывается автоматически. При необходимости затратить время на изучение осциллограммы, надо включить опцию

12

Pause after each screen в меню Circuit/Analysis Options (Ctrl+Y), мо-

делирование будет приостанавливаться, когда график заполнит пространство дисплея. Для продолжения моделирования нажать F9 или меню Circuit/resume. Кнопка F9 управляет паузой или возобновлением: Пусть, например, процесс развивается. Нажатием F9 получим состояние паузы, нажатием F9 повторно процесс продолжается.

Рис. 4. Увеличенный экран осциллографа

Примечание: если процесс на экране не виден, включить режим сигнализации в Auto.

13

Лабораторная работа № 1 ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ И УСТРОЙСТВ

Цель работы: ознакомление с основными характеристиками простейших логических микросхем, основными методами синтеза сложных логических элементов, логических функций.

Порядок выполнения работы

1.Подать напряжение нажатием тумблера в верхнем правом углу экрана.

2.На схеме, представленной на рис. 1.1, нажав клавишу X, подать напряжение на элемент НЕ.

Рис. 1.1. Схема снятия характеристик логических элементов НЕ,

ИЛИ-НЕ, И-НЕ

3.Изменяя значение входного напряжения нажатием клавиши R, снять зависимость Uвх=f(Uвых) элемента НЕ, данные занести в табл. 1.1 (не менее 6 значений).

4.На схеме, представленной на рис. 1.1, нажав клавиши X и Y, подать напряжение на элемент ИЛИ-НЕ.

5.Изменяя значение входного напряжения нажатием клавиши R, снять зависимость Uвх=f(Uвых) элемента ИЛИ-НЕ, данные занести в табл. 1.1 (не менее 6 значений).

14

6. На схеме, представленной на рис. 1.1, нажав клавиши X и Y, подать напряжение на элемент И-НЕ.

7. Изменяя значение входного напряжения нажатием клавиши R, снять зависимость Uвх=f(Uвых) элемента И-НЕ, данные занести в табл. 1.1 (не менее 6 значений).

8. По данным табл. 1.1. построить характеристики Uвых=f(Uвх) логических элементов НЕ, ИЛИ-НЕ, И-НЕ и определить область допустимых входных напряжений, соответствующих уровням логического

“0” (U0) и “1” (U1).

							Таблица 1.1
		Логические элементы
	НЕ		ИЛИ-НЕ				И-НЕ
Uвх	Uвых	Uвх		Uвых		Uвх		Uвых

9. Экспериментально определить таблицу истинности для логических элементов НЕ, ИЛИ-НЕ, И-НЕ. Данные занести в табл. 1.2.

							Таблица 1.2
Входы				Логические элементы
			НЕ		ИЛИ-НЕ		И-НЕ
Х1		X2	Y		Y		Y
0		0
1		0
0		1
1		1

10.Начертить схемы двухвходовых логических элементов “равнозначность” и сумматора по модулю “2” в базисах ИЛИ-НЕ, И-НЕ. Таблицы истинности элементов “равнозначность” и сумматора по модулю 2 приведены в табл. 1.3.

11.Собрать эти элементы на схеме, представленной на рис.1.2, с

15

помощью ключей A, B, C, D, E, F и определить экспериментально для них таблицы истинности.

				Таблица 1.3
	Входы		Логические элементы
			“Равнозначность”	Сумма по модулю “2”
X1		X2	Y	Y
0		0	1	0
1		0	0	1
0		1	0	1
1		1	1	0

Рис. 1.2. Схема для реализации логических функций 12. Осуществить синтез по логической функции, заданной препо-

давателем из табл. 1.4, в базисах И-НЕ, ИЛИ-НЕ логической схемы и представить ее в отчете.

Таблица 1.4

	Аргументы функции				Значения логических функций
	X	Y	Z			Варианты
				I	II	III	IV	V
	0	0	0	1	0	1	0	1
	1	0	0	0	1	1	1	0
	0	1	0	0	0	0	0	1
	1	1	0	0	0	1	1	0
	0	0	1	1	1	1	0	1
	1	0	1	0	1	0	1	0
	0	1	1	0	0	0	0	1
	1	1	1	1	0	1	0	1

16

13. Отключить схему нажатием тумблера в верхнем правом углу экрана.

Контрольные вопросы

1.Какие типы логических элементов вы знаете?

2.Что такое логический базис?

3.Виды представления логических функций.

4.Что понимается под синтезом логических функций в определенном логическом базисе?

5.Принципы и задачи минимизации логических функций.

6.Что такое таблица Карно и принцип ее составления?

Литература:

[1, § 5.3, 2, § 3.9; 3, § 2.1, 2.2; 4, § 1.1- 2.2]

17

Лабораторная работа № 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ТРИГГЕРОВ

Цель работы: ознакомление с работой триггеров.

Краткие теоретические сведения

Триггером называют последовательностную схему с положительной обратной связью и двумя устойчивыми состояниями 0 и 1 (то есть триггер обладает свойством памяти). В общем случае триггер может иметь асинхронные входы предварительной установки, тактовый или синхронизирующий, и информационные входы. К основным типам триггеров относятся:

-триггер с раздельной установкой состояний (RS-триггер);

-триггер "защелка" (D - триггер);

-универсальный триггер (JK - триггер);

-триггер со счетным входом (T - триггер).

По способу записи информации триггеры подразделяются на асинхронные и синхронные или тактируемые, а по способу управления - на триггеры со статическим управлением (единичным или реже нулевым уровнем тактового сигнала) и триггеры с динамическим управлением (положительным - из 0 в 1, или отрицательным - из 1 в 0 фронтом тактового сигнала). В последнем случае говорят о триггерах с прямым или инверсным динамическим входом управления.

Порядок выполнения работы

1. Подать напряжение на схему тумблером, расположенным в верхней правой части экрана.

18

2. Проверить работоспособность схемы RS-триггера на двухвходовых элементах ИЛИ-НЕ, приведенной на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Схема RS-триггера на двух элементах 2ИЛИ-НЕ

3. Составить минимизированную таблицу состояний (табл. 2.1) этого триггера.

			Таблица 2.1
	Такт tn		Такт t(n+1)
Rn		Sn	Q(n+1)

4. Проверить работоспособность схемы RS-триггера с инверсными входами на двух элементах 2И-НЕ, изображенную на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Схема RS-триггера на двух элементах 2ИЛИ-НЕ

5. Составить минимизированную таблицу состояний (табл. 2.2) тактируемого RS-триггера, схема которого приведена на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Схема тактируемого RS-триггера

			Таблица 2.2
	Такт tn		Такт t(n+1)
C	S	R	Q(n+1)

19

6. Определить таблицу состояний (табл. 2.3) D-триггера, изображенного на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Схема D-триггера

					Таблица 2.3
		Такт tn			Такт t(n+1)
C	S		R	D	Q(n+1)

7. Отключить схему нажатием тумблера в верхнем правом углу экрана.

Контрольные вопросы

1.Какие бывают типы триггеров?

2.Объяснить принцип действия RS-триггера и привести таблицу состояний.

3.Объяснить принцип действия D-триггера и привести таблицу состояний.

4.Какие существуют способы записи информации в триггеры?

5.Объяснить принцип действия JK-триггера и привести таблицу состояний.

6.Назначение и применение триггеров.

Литература:

[1, § 5.5, 2, § 3.12; 4, § 6.1- 6.7].