2 Лабораторная работа

2.1 Тема: Измерение и анализ основных параметров и характеристики цифровых ис

2.2 Цель работы: приобрести знания и умение измерять и анализировать основные параметры и характеристики цифровых ИС

2.3 Оборудование и программное обеспечение

- персональный компьютер

- программа Electronics Workbench

2.4 Теоретическая часть работы

Самые распространенные логические функции — это И (в отечественной системе обозначений — ЛИ), И-НЕ (обозначается ЛА), ИЛИ (обозначается ЛЛ) и ИЛИ-НЕ (обозначается ЛЛ). Присутствие слова НЕ в названии элемента обозначает только одно — встроенную инверсию сигнала. В международной системе обозначений используются следующие сокращения: AND — функция И, NAND — функция И-НЕ, OR — функция ИЛИ, NOR — функция ИЛИ-НЕ.

Название самих функций И и ИЛИ говорит о том, при каком условии на входах появляется сигнал на выходе. При этом важно помнить, что речь в данном случае идет о положительной логике, о положительных, единичных сигналах на входах и на выходе.

Элемент И формирует на выходе единицу тогда и только тогда, если на всех его входах (и на первом, и на втором, и на третьем и т.д.) присутствуют единицы. Если речь идет об элементе И-НЕ, то на выходе формируется нуль, когда на всех входах — единицы (таблица 1). Цифра перед названием функции говорит о количестве входов элемента. Например, 8И-НЕ — это восьмивходовой элемент И с инверсией на выходе.

Таблица 1 - Таблица истинности двухвходовых элементов И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ

Вход 1	Вход 2	Выход И	Выход И-НЕ	Выход ИЛИ	Выход ИЛИ-НЕ
0	0	0	1	0	1
0	1	0	1	1	0
1	0	0	1	1	0
1	1	1	0	1	0

Элемент ИЛИ формирует на выходе нуль тогда и только тогда, если на всех входах нуль. Элемент ИЛИ-НЕ дает на выходе нуль при наличии хотя бы на одном из входов единицы (табл. 1). Пример обозначения: 4ИЛИ-НЕ — четырехвходовой элемент ИЛИ с инверсией на выходе.

Рисунок 3 - Обозначения элементов И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ: зарубежные (слева) и отечественные (справа)

Отечественные и зарубежные обозначения на схемах двухвходовых элементов И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ показаны на рисунок 3

Элементы Исключающее ИЛИ (по-английски — Exclusive-OR) также можно было бы отнести к простейшим элементам, но функция, выполняемая ими, несколько сложнее, чем в случае элемента И или элемента ИЛИ. Все входы элементов Исключающее ИЛИ равноправны, однако ни один из входов не может заблокировать другие входы, установив выходной сигнал в уровень единицы или нуля.

Таблица 2 - Таблица истинности двухвходовых элементов И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ

Вход 1	Вход 2	Выход
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

Рисунок 4 - Обозначения элементов Исключающее ИЛИ: зарубежные (слева) и отечественные (справа)

Под функцией Исключающее ИЛИ понимается следующее: единица на выходе появляется тогда, когда только на одном входе присутствует единица. Если единиц на входах две или больше, или если на всех входах нули, то на выходе будет нуль. Таблица истинности двухвходового элемента Исключающее ИЛИ приведена в табл. 2. Обозначения, принятые в отечественных и зарубежных схемах, показаны на рисунке 4. Надпись на отечественном обозначении элемента Исключающее ИЛИ "=1" как раз и обозначает, что выделяется ситуация, когда на входах одна и только одна единица.

1.5 Выполнение работы

Вариант 1 Вариант 2

Рисунок 5 - Схемы для моделирования

1.5.1 Изучить схемы, представленные на рисунке 5

1.5.2 Используя схему записать логическое выражение, определяющее ее работу.

1.5.3 Реализовать схему в программе моделирования. На входы A,B, подключить переключатели (Switch). Присвоить переключателям соответствующие клавиши. К информационным выходам подключить логические индикаторы.

1.5.4 С помощью моделирования получить таблицу истинности схемы.

1.5.5 Реализовать схему для следующих таблиц истинности:

Таблица 3

А	В	Q1	Q2
0	0	0	0
1	0	1	1
0	1	0	1
1	1	0	0

Таблица 4

А	В	Q1	Q2
0	0	0	0
1	0	1	1
0	1	0	1
1	1	1	0

1.5.6 Ответить на контрольные вопросы.

1.5.7 Сделать вывод о назначении устройств, и принципах и работы.