Д.Б. Гвоздев Электроника. цифровые устройства

20

Лабораторная работа №3 ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРОВ ИМПУЛЬСОВ

Цель работы: изучение работы одновибраторов и мультивибраторов с задаваемыми параметрами.

Порядок выполнения работы

1.Подать напряжение на схему нажатием тумблера, расположенного в верхней правой части экрана.

2.На одновибраторе, схема которого представлена на рис. 3.1, изменяя уровень сигнала на входе C триггера с помощью переключателя 1, снять осциллограмму выходного сигнала Q и замерить длительность выходного импульса.

Рис. 3.1. Схема одновибратора на D-триггере

3. Рассчитать теоретически длительность выходного импульса по формуле

Т=0,69 R C,

(3.1)

где R - значение сопротивления R4 (необходимо, чтобы R > 20кОм); С - значение емкости конденсатора C4.

4.Повторить опыт при другом значении сопротивления R4.

5.При изменении с помощью переключателя 2 уровня сигнала на входе X1, одновибратора на основе RS-триггера, схема которого при-

21

ведена на рис. 3.2, снять осциллограмму выходного сигнала Y.

Рис. 3.2. Схема одновибратора на основе RS-триггера

6.Повторить п. 5, изменив величину сопротивления R4.

7.На схеме мультивибратора, представленной на рис. 2.3, снять осциллограммы выходного сигнала при двух значениях сопротивления

иопределить период выходного сигнала.

Рис. 3.3. Схема мультивибратора 8. Зная величины сопротивлений, рассчитать теоретически период

колебаний по формуле

Т = 1,38 R C,

(3.2)

где R - величина суммарного сопротивления R4 и R6; С - значение емкости конденсатора C4.

9. Подать с помощью переключателя 4 управляющий сигнал на вход X1 схемы мультивибратора с внешним запуском (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Схема мультивибратора с внешним запуском

22

10. Снять для двух значений сопротивления R осциллограммы выходного сигнала Y.

11. Подать с помощью переключателя 5 управляющий сигнал на вход X1 генератора с внешним запуском, приведенного на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Схема генератора с внешним запуском

12.Снять осциллограмму выходного сигнала Q1 и определить параметры этого сигнала.

13.Зная величины сопротивления R4 и R7, теоретически рассчитать величины длительности импульса Tи, длительности паузы Tп выходного сигнала по формулам:

Ти= 0,69 R4 С4;	(3.3)
Тп= 0,69 R7 С5.	(3.4)

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

Контрольные вопросы

1.Объяснить принцип действия одновибратора на RS-триггере.

2.Объяснить принцип действия одновибратора на D-триггере.

3.Объяснить принцип действия мультивибратора.

23

4.Объяснить принцип действия генератора с внешним запуском.

5.На каких типах логических элементов можно реализовать мультивибратор?

6.На каких типах триггеров можно реализовать генератор?

Литература:

[1, §5.4,5.5; 2, §3.4; 4, § 7.1 - 7.5].

24

Лабораторная работа №4 ИССЛЕДОВАНИЕ РЕГИСТРОВ И СЧЕТЧИКОВ

Цель работы: ознакомление с устройством и принципом работы регистров и счетчиков, способом ввода и вывода цифровой информации.

Краткие теоретические сведения

Регистры - это последовательностные схемы с различными комбинациями последовательного и параллельного способов записи и считывания информации, выполненные на основе триггеров.

Счетчик - последовательностная схема, преобразующая поступающие на вход импульсы в код Q, пропорциональный их количеству. Большинство счетчиков снабжено выходом переноса CR. Для двоичного и двоично-десятичного кода, как, впрочем, и для других систем

счисления, справедливы следующие соотношения:
Q = (D + SUM(C)) mod M,	(4.1)
CR = (D + SUM(C)) \ M .	(4.2)

В этих формулах: Q - код на выходах счетчика, D - начальное значение, записанное в счетчик, SUM(C) - сумма импульсов, поступивших на вход в процессе счета и M - модуль счета или число различных состояний счетчика (число импульсов поступивших на счетный вход, после которых счетчик возвращается в исходное состояние), CR - число импульсов переноса, возникающих при возврате счетчика в исходное состояние на одноименном выходе, mod - операция нахождения остатка при делении на M, \ - операция целочисленного деления. Если D = 0

и SUM(C) < M, то очевидно, что Q = SUM(C) и CR = 0. C приходом каждого M-го импульса счетчик возвращается в исходное состояние.

25

Порядок выполнения работы

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

2.Определить таблицу состояний (табл. 4.1) четырехразрядного сдвигающего регистра с последовательным входом, изображенного на рис. 4.1.

Рис.4.1. Схема четырехразрядного сдвигающего регистра с последовательным входом

							Таблица 4.1
	Такт tn			Такт t(n+1)
	Входы			Выходы
C	D	R	1	2		3		4

3. С помощью двух регистров произвести преобразование восьмиразрядного последовательного кода заданного числа в параллельный код, для чего использовать схему, представленную на рис. 4.2. Убедиться в отсутствиисбоев.

Рис. 4.2. Схема преобразования восьмиразрядного последовательного кода в параллельный

26 4. На схеме кольцевого счетчика, приведенной на рис. 4.3, запи-

сать в разряды первого регистра несколько “единиц” в заданной последовательности, после чего замкнуть цепь кольцевого счетчика с помощью переключателя L.

Рис. 4.3. Схема кольцевого счетчика

5. Подавая с помощью переключателя C тактовые импульсы на входы С регистров, снять таблицу состояний (табл. 4.2) кольцевого счетчика.

Таблица 4.2

Тактовые		Первый регистр							Второй регистр
импульсы	Такт tn			Такт t(n+1)				Такт tn			Такт t(n+1)
по входу С	D		1	2		3	4	D		1		2		3	4

6. Отключить от кольцевого счетчика переключатель L и подать на входы регистров сигнал от генератора прямоугольных импульсов

(ГПИ).

27

7.С помощью ГПИ осуществить циркуляцию "единиц" в кольце регистров. Выявить отсутствие или наличие сбоев при максимальной частоте импульсов сдвига, подаваемых от ГПИ.

8.Определить таблицу состояний (табл. 4.3) четырехразрядного двоичного счетчика, изображенного на рис. 4.4.

Рис. 4.4. Схема четырехразрядного двоичного счетчика

							Таблица 4.3
	Такт tn			Такт t(n+1)
С	СE	R	1	2		3		4

9. Ознакомиться с работой восьмиразрядного счетчика с последовательным переносом, схема которого приведена на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Схема восьмиразрядного счетчика с последовательным переносом

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

28

Контрольные вопросы

1.Принцип действия регистра и его назначение.

2.Принцип действия счетчика и его назначение.

3.Принцип действия четырехразрядного сдвигающего регистра с последовательным входом.

4.Принцип действия четырехразрядного двоичного счетчика.

5.Принцип действия кольцевого счетчика.

6.Принцип действия восьмиразрядного счетчика с последовательным переносом.

Литература:

[1, § 5.7, 2, § 3.13, 3.14; 3, § 2.4; 4, § 9.1- 10.4]

29

Лабораторная работа № 5 ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕШИФРАТОРОВ И МУЛЬТИПЛЕКСОРОВ

Цель работы: ознакомление с устройством и принципом работы дешифраторов и мультиплексоров.

Краткие теоретические сведения

Дешифратор преобразует двоичный код на входах в активный сигнал на том выходе, номер которого равен десятичному эквиваленту двоичного кода на входах.

Мультиплексор передает сигнал с одного из информационных входов xi на единственный выход y, причем номер этого входа равен десятичному эквиваленту двоичного кода на адресных входах ai.

Порядок выполнения работы

1.Подать напряжение на схему, нажав тумблер, расположенный в верхней правой части экрана.

2. Снять таблицу состояний (табл. 5.1) дешифратора 2*4, схема которого представлена рис. 5.1. Он имеет два входа и реализует четыре минтерма K0, K1, K2, K3.

Рис. 5.1. Схема дешифратора 2*4