1 Перед началом выполнения лабораторной работы:
1.1 Изучите описание этой работы;
1.2 Выполняется работа на одном стенде группой из двух и более человек одновременно;
1.3 Приступайте к выполнению работы только с разрешения преподавателя;
1.4 Убедитесь, что питание стенда отключено. Для этого проверьте положение выключателя «Сеть» на передней панели СПЭЛ-1. Выключатель должен быть в нижнем положении.
1.5 Особое внимание обратите на исправность изоляции соединительных проводов.
2 Во время выполнения работы:
2.1 Выполните сборку схемы на отключённом стенде;
2.2 Предъявите схему для проверки преподавателю;
2.3 При подачи питания на схему предупредите работающих в группе;
2.4 Все переключения в схеме производите только при обесточенном стенде; после пересоединения схему вновь предоставьте на проверку преподавателю;
2.5 Категорически запрещается касаться руками клемм, открытых токоведущих частей приборов в схеме, находящихся под напряжением;
2.6 При возникновении в схеме каких либо неисправностей или при обнаружении запаха тлеющей изоляции быстро отключите её от сети и оповестите преподавателя; самостоятельно устранять неисправности оборудования категорически запрещается.
2.7 В процессе работы следите за сигнализацией индикаторов режимов работы Н1 и Н2 (источник питания ИП2, на передней панели системы питания СПЭЛ-1). Н1 – зеленые индикаторы нормальной работы, Н2 – красные индикаторы перегрузки. Свечение зеленого индикатора Н1 означает наличие выходного напряжения и отсутствие перегрузки в соответствующем канале. Свечение красного индикатора Н2 означает срабатывание ограничителя тока в соответствующем канале. Отсутствие свечения обоих индикаторов означает отсутствие питания или короткое замыкание в соответствующем канале;
2.8 При свечении красного индикатора перегрузки Н2 или отсутствии свечения обоих индикаторов немедленно выключите стенд и сообщите преподавателю.
3 После выполнения лабораторной работы:
3.1 Обесточьте стенд, разберите схему;
3.2 Уберите соединительные провода, дополнительные приборы в указанное преподавателем место;
3.3 Сдайте рабочее место лаборанту.
Ход работы:
1. Зарисовать условное графическое обозначение цифрового компаратора (рис. 7.1) и логические схемы компараторов (рис.7.2, 7.3)
2. Собрать логическую схему одноразрядного цифрового компаратора (рис.7.2).
3. Подавая последовательно на входы компаратора (рис.7.2) двоичную комбинацию согласно таблице 7.1 снять показания выходов.
2. Собрать логическую схему одноразрядного цифрового компаратора (рис.7.3).
3. Подавая последовательно на входы компаратора (рис.7.3) двоичную комбинацию согласно таблице 7.1 снять показания выходов.
Рисунок 7.1 Условное графическое обозначение компаратора
Рисунок 7.2 Логическая схема одноразрядного компаратора
Рисунок 7.3 Упрощённая логическая схема одноразрядного компаратора
Таблица 7.1
Таблица истинности одноразрядного компаратора
-
a
b
y(a>b)
y(a=b)
y(a<b)
0
0
0
1
1
0
1
1
Содержание отчёта
1. Номер и тема лабораторной работы;
2. Учебная цель лабораторной работы;
3. Рисунки 7.1,7.2, 7.3;
4. Таблица 7.1;
5. Вывод по лабораторной работе
Контрольные вопросы:
1. Дайте определение компаратору
2. Приведите классификацию компараторов
3. Поясните принцип работы цифрового компаратора
4. Поясните элементную базу цифрового копаратора
5. Укажите области применения компараторов
Методические указания
к выполнению
лабораторной работы № 8
«Работа с RS-триггером»
Учебная цель: Подтвердить принцип действия RS–триггера, исследовать работу синхронного и асинхронного RS–триггера
Образовательные результаты, заявленные во ФГОС:
Студент должен
уметь:
использовать типовые средства вычислительной техники и программного обеспечения;
знать:
- виды информации и способы её представления в электронно-вычислительной технике;
Обеспеченность занятия (средства обучения)
- лабораторный комплекс ЛКЭЛ – 1 «Электроника»;
- модуль КЛ «Комбинаторная логика;
- модуль ИЛ «Импульсная логика»;
- наборы соединительных проводов и монтажных инструментов;
- универсальные измерительные приборы M830B;
Краткие теоретические положения по теме лабораторной работы:
Интегральные триггеры обычно реализуются на логических элементах И–НЕ, ИЛИ - НЕ. Если рассматривать таблицы истинности этих логических элементов можно убедиться в том, что каждый из этих элементов характеризуется некоторым логическим уровнем сигнала (лог.0 или лог.1) наличие которого на одном из входов полностью определяет логический уровень сигнала на выходе. При этом логический уровень сигнала на выходе элемента, не зависит ни от каких комбинаций логических уровней на других входах этого элемента. Для элемента И–НЕ таким логическим уровнем является - лог. 0, а для элемента ИЛИ–НЕ – лог.1.
Функция И – НЕ x1 | x2 = x1 • x2 (отрицание конъюнкции).
Таблица 8.1
Таблица истинности элемента И–НЕ
-
x1
x2
x1 | x2
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
Ф
ункция
ИЛИ – НЕ x1
x2
= x1
+ x2
(отрицание дизъюнкции).
Таблица 8.2
Таблица истинности элемента ИЛИ–НЕ
-
x1
x2
x1 | x2
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
Действительно, если на одном из входов элемента И – НЕ сигнал - лог.0, то на выходе этого элемента возникает лог.1 независимо от того, какие логические уровни на других входах. Лог.1 на одном из входов элемента
ИЛИ – НЕ установит на его выходе уровень лог.0, который не будет зависеть от логических уровней на других входах элемента.
Логический уровень, наличие которого на одном из входов элемента однозначно определяет логический уровень на его выходе независимо от логических уровней на других входах, принято называть – активным логическим уровнем. Таким образом, активный логический уровень для элемента И–НЕ – лог.0, а для элемента ИЛИ–НЕ – лог.1.
Так как наличие активного логического уровня на одном из входов элемента определяет логический уровень на выходе элемента (уровень выходного сигнала элемента не зависит при этом от логических уровней на других входах), можно сказать, что при этом происходит логическое отключение остальных входов элемента.
Уровни обратные активным называют – пассивными логическими уровнями. Пассивным логическим уровнем для элемента И – НЕ является логический уровень лог.1, а для элемента ИЛИ – НЕ – лог.0. При пассивном логическом уровне на одном из входов элемента логический уровень на выходе элемента определяется логическими уровнями на других его входах.
Использование понятий «активного» и «пассивного» логических уровней облегчает анализ функционирования триггеров, построенных на элементах
И – НЕ и ИЛИ – НЕ.
Триггер предназначен для хранения значения одной логической переменной (или значения одноразрядного двоичного числа). Условное графическое изображение асинхронного RS-триггера показано на рисунке 6.8. При хранении многоразрядных двоичных чисел для запоминания значения каждого разряда используется отдельный триггер. В соответствии с этим триггер имеет два состояния: либо лог.0, либо лог.1. Воздействуя на входы триггера его устанавливают в нужное состояние.
S – раздельный вход установки в состояние 1; R – раздельный вход установки в состояние 0; Q – выходное значение хранимого (обрабатываемого) сигнала; Q – инверсное значение хранимого (обрабатываемого) сигнала
Рисунок 8.1 - Условное обозначение асинхронного RS-триггера
Триггер имеет два выхода: прямой – Q и инверсный – Q . Состояние, в котором находится триггер, определяется уровнем напряжения на этих выходах. Если напряжение на выходе Q соответствует уровню лог.0 (Q = 0), то триггер находится в состоянии – 0, при Q = 1 триггер находится в состоянии – 1. Логический уровень на инверсном выходе представляет собой инверсию состояния триггера.
По характеру реакции на входные сигналы триггеры делятся на два типа: асинхронные и синхронные. В асинхронном триггере входные сигналы воздействуют на состояние триггера непосредственно с момента их подачи на входы. В синхронных триггерах – только при подаче синхронизирующего сигнала на управляющий вход C (рис.8.2).
S – раздельный вход установки в состояние 1; R – раздельный вход установки в состояние 0; C – управляющий (синхронизирующий) вход;
Q – выходное значение хранимого (обрабатываемого) сигнала;
Q – инверсное значение хранимого (обрабатываемого) сигнала
Рисунок 8.2 - Условное обозначение синхронного RS-триггера
Рисунок 8.3 – Схема синхронного двухступенчатого RS–триггера
Инструкция по технике безопасности: