- •Учебно-методическое пособие исследование цифровых схем в лабораторном комплексе на базе настольной рабочей станции ni elvis II
- •1. Введение 1
- •2. Особенности построения и функционирования лабораторного комплекса на базе настольной рабочей станции ni elvis II 14
- •3. Принципы работы и инструкции по взаимодействию с виртуальными и реальными приборами 32
- •4. Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Схемотехника» 61
- •5. Методические рекомендации по разработке курсового проекта с использованием среды ni Multisim и рабочей станции ni elvis II 136
- •1.Введение
- •1.1.Лабораторный комплекс для исследования цифровых схем как измерительная система и устройство сбора данных
- •1.3.О принципах функционирования осциллографов
- •1.2.Структура измерительной системы в методологии компании National Instruments (ni)
- •1.4.О частоте дискретизации
- •1.5.Типы источников сигналов и схемы измерений
- •1.4. Плавающий источник сигнала
- •2.Особенности построения и функционирования лабораторного комплекса на базе настольной рабочей станции ni elvis II
- •2.1.Общая характеристика и структура лабораторного комплекса
- •2.2.Аппаратная часть комплекса
- •2.3.Включение рабочей станции
- •3.Принципы работы и инструкции по взаимодействию с виртуальными и реальными приборами
- •3.1.Функциональный генератор (Functional Generator, fGen) – fgen.Exe
- •Порядок использования функционального генератора
- •3.2.Регулируемые источники питания (Variable Power Supplies, vps) – vps.Exe
- •Порядок использования регулируемых источников питания
- •3.3.Цифровой мультиметр (Digital MultiMeter, dmm) – dmm.Exe
- •Порядок использования цифрового мультиметра
- •3.4.Осциллографы, используемые в лаборатории «Схемотехника»
- •3.5.Встроенный цифровой осциллограф рабочей станции (ni scope) – scope.Exe
- •Порядок использования встроенного осциллографа ni scope
- •3.6.Модульный цифровой осциллограф ni pci-5114
- •Порядок использования
- •Курсорные вычисления
- •3.7.Аналоговый осциллограф с1-99
- •Порядок использования осциллографа с1-99
- •3.8.Краткие сведения о платах ni pci-6533 и cb-68lpr
- •3.9.Счетчики/таймеры (Counters/Timers)
- •3.10.Конфликты ресурсов
- •4.Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Схемотехника»
- •4.1.Лабораторная работа 1. Изучение рабочей станции, работы функционального генератора и осциллографов
- •Порядок выполнения работы
- •Варианты заданий
- •4.2.Лабораторная работа 2. Исследование работы формирователя логического сигнала 1-го типа
- •Варианты заданий
- •Порядок выполнения работы
- •1. Получение передаточной характеристики (хвв) для ненагруженной схемы (Рис. 4 .29).
- •4. Измерение динамических параметров сигнала при отсутствии нагрузки на выходе схемы (Рис. 4 .32).
- •5. Получение зависимости динамических параметров сигнала на выходе схемы от величины емкостной нагрузки (Рис. 4 .33).
- •Содержание отчета
- •Задание по уирс
- •4.3.Лабораторная работа 3. Исследование работы формирователя логического сигнала 2-го типа
- •Варианты заданий
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Задание по уирс
- •4.4.Лабораторная работа 4. Исследование работы инвертора ттл
- •Порядок выполнения работы
- •1. Получение передаточной характеристики (хвв) для ненагруженной схемы.
- •Содержание отчета
- •Варианты заданий
- •Задание по уирс
- •4.5.Лабораторная работа 5. Исследование работы инвертора кмоп
- •Краткое описание принципов работы элементов кмоп
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Задание по уирс
- •4.6.Лабораторная работа 6. Изучение виртуального датчика временных последовательностей (виртуального двп)
- •Порядок работы с виртуальным двп
- •4.7.Лабораторная работа 7. Изучение работы синхронных rs- и d-триггеров
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •4.8.Лабораторная работа 8. Изучение работы мультиплексоров
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •4.9.Лабораторная работа 9. Изучение работы регистров (сдвигателей)
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •4.10.Лабораторная работа 10. Изучение работы счетчиков
- •Варианты заданий для к155ие6
- •Варианты заданий для к155ие7
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •5.Методические рекомендации по разработке курсового проекта с использованием среды ni Multisim и рабочей станции ni elvis II
- •Порядок моделирования схем
- •Пример разработки курсового проекта
- •Литература, ссылки на источники информации по рабочей станции, дополнительному оборудованию и программному обеспечению
Порядок выполнения работы
Включите рабочую станцию.
Включите питание макетной платы.
Расположите ИС на макетной плате.
Подключите землю, питание и информационные линии. На неиспользуемые входы ИС подайте необходимые уровни.
Запустите приложение виртуального датчика временных последовательностей (ВДВП).
6.1.
Наберите на ВДВП подготовленный набор временных последовательностей.
Установите длительность периода…
Проверьте сигналы на выходах мультиплексора, продемонстрируйте, что значения совпадают с сигналами, построенными при подготовке, сделайте скриншоты.
Запустите осциллограф NI SCOPE, включив на нем оба канала, установив сопряжение (“запитку”) – DC, масштаб по амплитуде (на обоих каналах одинаковый) и времени.
Подключите любой вход микросхемы к каналу 0 осциллографа, прямой выход микросхемы к каналу 1.
Сделайте скриншоты полученных осциллограмм, измерьте t01 и t10 любого сигнала на входе микросхемы и t01 и t10 на выходе, а также задержки распространения с помощью курсорных вычислений или вручную с указанием полученных значений на осциллограмме в отчете.
6.2.
Запишите на ВДВП по входам, соответствующим D0-D7, уровень "1" только в тех тактах, номер которых совпадает с номером выхода. При подаче этих сигналов на информационные входы мультиплексора сигнал на выходе определяется сигналами, подаваемыми на управляющие входы (Х0, Х1, Х2) исследуемой микросхемы.
Наберите на ВДВП такие управляющие сигналы, чтобы во время первых 8 тактов на выходе постоянно держался уровень "1".
Проверьте сигналы на выходах мультиплексора, сделайте скриншоты.
6.3.
стробирование
В отчет включите все полученные скриншоты осциллограмм.
Содержание отчета
титульный лист
рисунок микросхемы К155КП7 с цоколевкой и рисунок корпуса
по части 6.1 лабораторной работы – диаграмма 12 входных сигналов и 2 выходных (результаты предварительной подготовки)
по части 6.2 лабораторной работы – 12 входных сигналов и выходной (макровременная диаграмма)
микровременная диаграмма, поясняющая природу всплеска сигнала на выходе микросхемы
по части 6.3 лабораторной работы - 12 входных сигналов к сигналам на выходе (макровременная диаграмма)
4.9.Лабораторная работа 9. Изучение работы регистров (сдвигателей)
Цель работы: изучить работу микросхем сдвигателей К155ИР1 и К155ИР13, а также различных способов преобразования кодов.
Подготовка к лабораторной работе
Подготовка к изучению микросхемы К155ИР1
Нарисуйте функциональное обозначение микросхемы К155ИР1 с указанием нумерации выводов (цоколевка). Рядом нарисуйте корпус микросхемы в масштабе 2:1 с нумерацией и функциональным обозначением всех выводов.
Постройте временную диаграмму преобразования последовательного кода 1000, поступающего на регистр, на вход D0п старшими разрядами вперед. На диаграмме отразите все управляющие и все информационные сигналы на входах и выходах регистра. Постройте диаграмму для того же случая, при поступлении кода младшими разрядами вперед.
Для удобства последующей работы постройте в отчете таблицу (табл. 7.1), последний столбец заполнить.
Таблица 7.1.
Номер выхода с ДВП
|
Информационное обозначение сигнала |
Номер вывода микросхемы |
0 |
D0 |
|
1 |
D1 |
|
2 |
D2 |
|
3 |
D3 |
|
4 |
V |
|
8 |
Dоп |
|
Си1 |
C1 |
|
Си2 |
C2 |
|
Подготовка к изучению микросхемы К155ИР13
Нарисуйте функциональное обозначение микросхемы К155ИР13 с указанием нумерации выводов (цоколевка). Рядом нарисуйте корпус микросхемы в масштабе 2:1 с нумерацией и функциональным обозначением всех выводов.
Для удобства последующей работы постройте в отчете таблицу (табл. 7.2), последний столбец заполнить.
Таблица 7.2.
Номер выхода с ДВП |
Информационное обозначение сигнала |
Номер вывода микросхемы |
0 |
D0 |
|
1 |
D1 |
|
2 |
D2 |
|
3 |
D3 |
|
4 |
D4 |
|
5 |
D5 |
|
6 |
D6 |
|
7 |
D7 |
|
8 |
V0 |
|
9 |
V1 |
|
Си1 |
C |
|
10 |
Da |
|
11 |
Db |
|
12 |
R |
|
