- •Методічні вказівки до лабораторних робіт
- •II-iiIкурсувсіх форм навчання)
- •1 Опис лабораторного стенду та методики його використання
- •2 Лабораторна робота № 1 дослідження роботи логічних елементів та простих комбінаційних схем
- •2.1 Мета лабораторної роботи
- •2.2 Програма лабораторної роботи
- •2.3 Теоретичні відомості
- •2.3.1 Логічне заперечення (інверсія)
- •2.3.2 Логічне множення (кон'юнкція)
- •2.3.3 Логічне складання (диз'юнкція)
- •2.3.4 Аксіоми і закони булевої алгебри
- •2.3.5 Базові електронні елементи
- •2.3.6 Функція «сума по модулю 2»
- •2.3.7 Побудова логічних функцій трьох і більше аргументів
- •2.3.8 Оптимізація логічних функцій. Карти Карно
- •2.4 Завдання, порядок виконання роботи і проведення досліджень
- •2.4.1 Особливості використання лабораторного стенду в даній лабораторній роботі
- •2.4.2 Підготовка до роботи
- •2.4.3 Проведення досліджень
- •2.4.4 Зміст звіту
- •3.3.2 Дешифратори (декодери)
- •3.4 Завдання, порядок виконання роботи і проведення досліджень
- •3.4.1 Підготовка до роботи
- •3.4.2 Проведення досліджень
- •3.4.3 Зміст звіту
- •4.3.1 Rs-тригер з інверсними входами
- •4.3.2 Rs-тригер з прямими входами
- •4.3.3 Тактований rs-тригер з прямими входами
- •4.3.4 Потенційний d-тригер
- •4.3.5 Тригери на мікросхемах середнього ступеня інтеграції
- •4.4 Завдання, порядок виконання роботи і проведення досліджень
- •4.4.1 Підготовка до роботи
- •4.4.2 Проведення досліджень
- •4.4.3 Зміст звіту
- •5.3.2 Синхронні лічильники
- •5.3.3 Кільцевий лічильник
- •5.3.4 Синхронний 4-х розрядний реверсивний двійковий лічильник к155ие7
- •5.4 Завдання, порядок виконання роботи і проведення досліджень
- •5.4.1 Підготовка до роботи
- •5.4.2 Проведення досліджень
- •5.4.3 Зміст звіту
- •6.3.2 Дільник частоти на віднімаючому лічильнику
- •6.3.3 Дільник частоти з роздрібним коефіцієнтом ділення
- •6.4 Завдання, порядок виконання роботи і проведення досліджень
- •6.4.1 Підготовка до роботи
- •6.4.2 Проведення досліджень
- •6.4.3 Зміст звіту
- •Перелік посилань
2.4.4 Зміст звіту
У звіті повинні бути представлені схеми і умовні позначень досліджуваних логічних елементів і таблиць станів, що ілюструють їх роботу, зміряні параметри, висновок про результати досліджень.
3 ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2 ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ КОДУЮЧИХ І ДЕКОДУЮЧИХ ПРИСТРОЇВ
3.1 Мета лабораторної роботи
Вивчення принципів роботи, методів синтезу кодуючих і декодуючих пристроїв, виконаних на основі інтегральних мікросхем, придбання навиків і умінь побудови і перевірки працездатності досліджуваних схем.
3.2 Програма лабораторної роботи
У програму роботи входить дослідження роботи кодуючих і декодуючих пристроїв, виконаних на логічних елементах і у вигляді однієї мікросхеми.
3.3 Теоретичні відомості
Принципи роботи і методи синтезу кодуючих і декодуючих пристроїв (шифраторів і дешифраторів) приведені в книгах [4, 7, 8].
Кодерами (шифраторами) і декодерами (дешифраторами) називаються пристрою для перетворення вхідних кодів у вихідні. Найчастіше використовуються двійкові кодери і декодери.
3.3.1 Шифратори (кодери)
Двійкові шифратори перетворять код «1 з N» в двійковий код. При подачі рівня логічної одиниці на один з N входів кодера на його виходах формується двійковий код, що відображає номер цього входу. (на інших входах шифратора при цьому є рівень логічного нуля). Існують шифратори, у яких на один з входів подається рівень логічного нуля, на решті входів шифратора при цьому підтримується рівень логічної одиниці.
Одне з основних застосувань шифратора - введення даних з клавіатури, при якому натиснення клавіші з десятковою цифрою повинне приводити до передачі в пристрій двійкового коду даної цифри.
Повний шифратор має N входів і n виходів. Причому N=2n.
Розглянемо приклад побудови двійкового шифратора для вхідного коду «1 з 3». Таблиця 3.1 є таблицею істинності такого кодера. У початковому «незбудженому» стані входи F1, F2, F3 знаходяться в стані логічного нуля. При подачі на один з входів рівня логічне одиниці на виходах а0, а1 з'явиться двійковий код відповідний десятковому номеру «збудженого» входу.
Таблиця 3.1 – Таблиця істинності шифратора (кодера)
Входи |
Виходи | |||
F3 |
F2 |
F1 |
a1 |
a0 |
Основні комбінації | ||||
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
Заборонені комбінації | ||||
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
Використовуючи таблицю 3.1 рівнянь кодера можна представити в наступному вигляді:
(3.1)
У базисі «І-НЕ» вирази (3.1) приймають вигляд:
(3.2)
Враховуючи, що даний кодер має три вхідні сигнали, його таблиця істинності має в загальному випадку рядків. Як видно з таблиці 3.1 код «1 з 3» (як і будь-який код «1 з N») є «надмірним» в сенсі кількості використаних вхідних розрядів. Комбінації в яких більш за один вхідний розряд мають значення «Логічна 1» є для коду «1 з N» забороненими.
Проте, в реальних електронних пристроях такі комбінації можуть зустрічатися. Наприклад, при перетворенні номера натиснутої клавіші в двійковий код, можуть зустрітися ситуації коли одночасно натиснутими виявляються декілька клавіш. При побудові цифрового автомата (шифратора) за виразами (3.1) або (3.2) таким ситуаціям відповідатиме «нульовий» сигнал на обох виходах.
У ситуаціях коли заборонені комбінації на входах шифратора принципово неможливі, вирази, що описують роботу кодера, можуть бути приведені до простішого вигляду:
(3.3)
У виразах (3.3) «нульові» вхідні сигнали не використовуються, оскільки в коді «1 з N» передбачається, що за наявності одного «одиничного» входу усі інші свідомо «нульові».
На підставі отриманих виразів (3.3) будується кодер, показаний на рисунку 3.1.
Аналогічно розглянутому вище будуються кодери (шифратори) з будь-якою кількістю входів.