Лабораторная работа № 5 Диагностирование интегральных схем ттл

Цель работы: Изучение методов диагностирования микросхем транзисторно-транзисторной логики ТТЛ.

1. Основные сведения

В настоящее время в радиоэлектронной аппаратуре, вычислительных устройствах, устройствах автоматики и телемеханики, измерительных приборах широко применяются микросхемы транзисторно-транзисторной логики ТТЛ (серии 133, 134, 155, 530, 533, 555 и др.).

Микросхемы ТТЛ всех серий электрически совместимы друг с другом.

Все интегральные схемы ТТЛ работают от источника питания напряжением +5В. Каждая схема на выходе может иметь 2 состояния:

• “логический ноль” ;

• “логическая единица” .

1.1 Базовые логические элементы ттл

Основной ТТЛ-вентиль представляет собой многовходовую схему, электрическое (или логическое) состояние на выходе которой определяется логической комбинацией электрических состояний её входов.

При разработке микроэлектронных устройств наиболее широко приме-

няются следующие ИМС:

• К155ЛН1 (шесть логических элементов НЕ, рисунок 1а), выполняющих функцию инвертирования: ;

• К155ЛИ6 (два логических элемента 4И, рисунок 1б), реализующих конъюнкцию вида: ;

• К155ЛА1 (два логических элемента 4И-НЕ, рисунок 1в), выполняющих функцию вида: ;

• К155ЛЕ1 (четыре логических элемента 2ИЛИ-НЕ, рисунок 1г), реализующих функцию вида: .

1.2 Триггеры ттл

Триггерами называются простейшие логические устройства, имеющие два устойчивых состояния: нулевое и единичное.

Все виды триггеров можно разделить на: асинхронные (с прямыми и инверсными входами) и синхронные (одно- и двухтактные).

Асинхронный rs-триггер с прямыми входами

Это логическое устройство (Рисунок 2) имеет два информационных входа (R – “нулевой”, S – “единичный”) и два выхода (Q – основной, – инверсный) и выполняет логическую функцию в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1 – Таблица истинности

Rn	Sn	Qn	Режим работы
0 0 1 1	0 1 0 1	Qn-1 1 0 x	Хранение информации Загрузка «1» Загрузка «0» Запрещенная комбинация

Состояние триггера определяется по значению сигнала на его основном выходе.

Асинхронный rs-триггер с инверсными входами (рисунок 3).

Это логическое устройство выполняет логическую функцию в соответствии с таблицей 2.

Синхронный однотактный RS-триггер представлен на рисунке 4. В синхронном триггере кроме информационных входов (R и S) есть тактовый (синхронизирующий) C вход, который ещё называют разрешающим входом.

Таблица 2 – Таблица истинности

Rn	Sn	Qn	Режим работы
1 1 0 0	1 0 1 0	Qn-1 1 0 x	Хранение информации Загрузка «1» Загрузка «0» Запрещенная комбинация

Триггер реагирует не на статическое состояние тактового импульса, а на его фронт (рисунок 5).

Данное логическое устройство реализует логическую функцию представленную таблицей истинности (см. таблицу 3).

При наличии разрешающего импульса на C входе триггер работает как обычный RS-триггер с прямыми входами.

Таблица 3 – Таблица истинности

Sn	Rn	Сn	Qn
0 0 1 1 0 0 1 1	0 1 0 1 0 1 0 1	0 0 0 0	Qn-1 Qn-1 Qn-1 Qn-1 Qn-1 0 1 x

Синхронный двухтактный RS-триггер (рисунок 6) строится по двухступенчатой схеме, обеспечивающей запись информации в триггер первой ступени (триггер «мастер») и перенос информации в триггер второй ступени (триггер «помощник»).

Временнáя диаграмма работы триггера представлена на (рисунке 7).

RS-триггер входит в состав и других триггеров: JK-, T- и D-триггеров.