4 Лабораторная работа № 4. Исследование работы конечных автоматов
Цель работы: построение RS-триггера на логических элементах NAND, исследование работы D-триггера в счетном режиме, а также микросхем счетчика и регистра сдвига.
4.1 Порядок выполнения работы
4.1.1 Загрузить компьютерную программу Electronics Workbench.
4.1.2 Построить и исследовать схему синхронного RS-триггера на логических элементах NAND, как показано на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 – Схема исследование работы синхронного RS-триггера
4.1.3 Собрать схему D–триггера в счетном режиме (Т-триггер), соединив его инверсный выход с информационным входом, как показано на рисунке 4.2. Проанализировать работу триггера с помощью логического анализатора, результат скопировать.
Рисунок 4.2 - Схема работы D–триггера в счетном режиме
4.1.4 Собрать схему счетчика, как показано на рисунке 4.3. Подавая тактовые сигналы с помощью клавиши С, исследуйте его работу. Проверьте назначение сигналов на выводах R01 и R02.
Рисунок 4.3 – Исследование схемы работы счетчика
4.1.6 Использовать в качестве источника данных в дальнейших экспериментах подсхему «Data», объединяющую счетчик с генератором, частотой 1 Hz, представленную на рисунке 4.4.
Рисунок 4.4 – Подсхема «Data»
4.1.7 Собрать схему для исследования режимов работы реверсивного счетчика 74169, как показано на рисунке 4.5. Проанализировать режимы его работы.
4.1.8 Собрать схему для исследования режимов работы универсального регистра 74194, представленного на рисунке 4.6. Проанализировать режимы.
Рисунок 4.5 - Схема исследования работы реверсивного счетчика
Рисунок 4.6 - Схема исследования работы универсального регистра
4.2 Контрольные вопросы
4.2.1 Принцип последовательного ввода информации в регистр.
4.2.2 Объясните принцип параллельного ввода информации в регистр.
4.2.3 Объясните принцип работы суммирующего счетчика.
4.2.4 Объясните принцип работы вычитающего счетчика
4.2.5 Объясните принцип работы реверсивного счетчика.
4.2.6 Для чего предназначены регистры сдвига?
4.2.7 Что такое коэффициент счета у счетчика?
4.2.8 Как построить двоичный счетчик с Ксч = 8? Построить временные диаграммы
5 Лабораторная работа №5. Изучение микрокомпьютера на базе микропроцессора Intel 8085
Цель работы: ознакомление и изучение работы компонентов микрокомпьютера, расположенного на плате ЕВ-151.
5.1 Порядок выполнения работы
5.1.1 Изучите схему рисунка 5.1, выделив на плате ЕВ-151 основные компоненты микрокомпьютера.
5.1.2 Для приведения платы ЕВ-151 в рабочее состояние необходимо произвести соединения, как показано на рисунке 5.1.
5.1.3 Для запуска нужной программы на плате ЕВ-151 необходимо:
а) установить номер нужной программы в двоичном коде на переключателях порта Ввода D6-D0;
б) переключатель D7 поставить в положение «1»;
в) нажать на кнопку RESET;
г) вернуть D7 в положение «0».
Рисунок 5.1 – Схема микрокомпьютера
5.1.4 Запустить программу №1 (код 0000001), согласно пункту 5.1.3. Этот запуск позволяет повторить положение переключателей D7-D0 порта Ввода 0 на светодиодах D7-D0 порта Вывода 0. Проверьте это, поменяв положения нескольких входных переключателей D0-D7.
5.1.5 Для того, чтобы получить обратный код положения переключателей D7-D0 порта ввода 0 на светодиодах D7-D0 порта Вывода 0, необходимо запустить программу №2 (код 0000010) и наблюдать полученный результат.
5.1.6 Запустить программу №3 (код 0000011). Эта программа позволяет считывать данные с переключателей порта Ввода 0 и циклически сдвигать их влево на четыре позиции. Проделайте этот эксперимент и заполните выходные данные таблицы 5.1.
Т а б л и ц а 5.1
В |
Выходные данные |
11110000 |
|
00001111 |
|
ходные
данные
5.1.7 Запустить программу №4 (код 0000100). Эта программа решает логическую задачу, блок-схема решения которой представлена на рисунке 5.2.
D = 0
и
D = 1
?
Считать с порта Ввода 0
С
D7 = 1
С
D7 = 0
Рисунок 5.2 – Алгоритм решения логической задачи
Заполните таблицу истинности для различных комбинаций D0 и D1 и определите тип логического элемента, реализующего данную функцию.
5.1.8 Запустить программу №5 (код 0000101). Эта программа решает арифметическую задачу, согласно блок-схеме рисунка 5.3.
Считать с порта Ввода 0
D3D2D1D0
+
D7D6D5D4
Передать сумму в порт Вывода 0
Рисунок 5.3 – Алгоритм решения арифметической задачи
Арифметически сложить вручную несколько двух четырехразрядных двоичных чисел, заданных преподавателем, ввести их поочередно в разряды порта ввода 0 и полученные результаты наблюдать на порте вывода 0.
5.1.9 Запустить программу №6 (код 0000110). Эта программа осуществляет обработку прерываний, то есть она приостанавливает передачу данных на две секунды.
Установите переключатели порта Ввода 0 в одно из положений, указанного преподавателем, согласно таблице 5.2. Убедиться, что данные передается на порт Вывода 2 через 2 секунды после вашего нажатия на кнопку прерывания.
Т а б л и ц а 5.2
-
№ эксперимента
Входные данные
7654*3210
Выходные данные
7654*3210
1
1010*1010
1010*1010
2
0101*0101
0101*0101
3
1100*1100
1100*1100
4
0011*0011
0011*0011
5.1.10 Запустить программу №7 (код 0000111). Эта программа считывает положение переключателей порта Ввода 0 и использует этот двоичный сигнал для создания тонального звукового сигнала, согласно таблице 5.3.
Т а б л и ц а 5.3
№ эксперимента |
Входные данные |
Период, мкс |
Частота, кГц |
1 |
00000000 |
123 |
8,13 |
2 |
00000001 |
123 |
8,13 |
3 |
00000011 |
170 |
5,88 |
4 |
00000111 |
270 |
3,7 |
5 |
00001111 |
465 |
2,15 |
6 |
00011111 |
840 |
1,19 |
7 |
00111111 |
1600 |
0,6 |
8 |
01111111 |
3050 |
0,3 |
9 |
11111111 |
6300 |
0,2 |
Установите переключатели в указанные в таблице 5.3 положения и отметьте, что создаются различные тональные сигналы.
5.1.11 Запустить программу №8 (код 00001000). Эта программа считывает положение переключателей порта Ввода 0 и передает звуковому устройству (зуммеру) после получения трех прерываний.
Выберите любую комбинацию положений переключателей. Нажмите кнопку прерывания. Выберите вторую комбинацию переключателей. Нажмите кнопку прерывания. Выберите третью комбинацию переключателей. Нажмите кнопку прерывания. Теперь вы должны услышать созданную из трех тонов вашу мелодию.
Во избежание ошибок, при нажатии держите кнопку прерываний не дольше одной секунды. Следите также за значением порта Вывода, каждый раз, когда вы нажимаете кнопку.
Повторите действия для других значений переключателей.