8.4. Задание на проведение исследований
По заданию преподавателя произвести синтез логического устройства с использованием совершенной конъюнктивной нормальной формы, совершенной дизъюнктивной нормальной формы или метода карт Карно.
Рис. 8.4. Схема синтезированного устройства
Собрать синтезированное устройство на лабораторном стенде и проверить правильность его работы, составив экспериментальную таблицу истинности. Логические уровни на входах устройства должны быть реализованы с помощью перемычек соединенных с общим проводом GND (лог. 0) и проводом питания +VCC = 5 В (лог.1). Выходной сигнал можно контролировать, подключив к выходам светодиоды через ограничительные резисторы номиналом 1 кОм.
Никогда не подавайте напряжение на входы микросхем до присоединения микросхемы к источнику питания. Для подачи питания соедините соответствующие выводы элемента (см. приложение) с общим проводом GND и проводом питания +VCC = 5 В.
8.5. Содержание отчета
Отчет должен содержать описание синтеза комбинационного узла или схемы с обоснование выбора метода синтеза, схему синтезированного устройства, выводы.
8.6. Вопросы для самопроверки
За счет чего возможна реализация любой логической схемы с помощью универсальных элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ.
Чем обуславливается выбор СКНФ или СДНФ для синтеза конкретного логического устройства?
Сколько логических элементов нужно для реализации функции исключающее ИЛИ-НЕ?
Оказывают ли колебания напряжения питания влияние на работу логических элементов?
Каковы уровни напряжений соответствующие лог. 0 и лог. 1 для микросхем ТТЛ логики?
Лабораторная работа №9
Исследование jk-триггера и сдвигового регистра
На его основе
Цели работы – ознакомиться с практическим применением микросхем универсальных регистров и входящих в них jk-триггеров.
9.1. Исходные данные
В лабораторной работе исследуется универсальный регистр 74HC195 (КР1564ИР12). Подробная информация по микросхеме приведена в приложении.
Для питания схемы следует использовать стабилизированное напряжение Uп = +5 В.
Контроль уровней логических сигналов на входах и выходах логических элементов может быть произведен с помощью цифрового мультиметра.
9.2. Основные теоретические сведения
Триггером называют устройство, имеющее два устойчивых состояния и способное под действием управляющих сигналов скачком переходить из одного устойчивого состояния в другое. Триггеры используют в качестве генераторов прямоугольных импульсов, дискриминаторов, а также в цифровой технике (ячейка памяти, элемент задержки, пересчетная ячейка).
Регистром называется функциональный узел, осуществляющий прием, хранение и передачу информации. Различают два типа регистров: регистры с последовательным приемом и передачей информации, так называемые сдвиговые регистры, и регистры с параллельным приемом и выдачей информации.
В сдвиговых регистрах для хранения одного разряда информации предназначен отдельный триггер. При записи многоразрядного числа используется цепочка триггеров, соединенных между собой таким образом, чтобы информация о каждом разряде последовательно переходила от одного триггера к другому. Для реализации сдвиговых регистров используют синхронизируемые фронтом или срезом D-триггеры.
В параллельных регистрах ввод и вывод информации осуществляется одновременно (параллельно) по всем разрядам.
Исследуемый в данной работе регистр 74HC195 (отечественный аналог – КР1564ИР12) является универсальным регистром, т.е. позволяет осуществлять параллельную или последовательную загрузку данных. Функциональная схема данного универсального регистра приведена на рис. 9.1.
Рис. 9.1. Функциональная схема универсального регистра
Параллельная загрузка данных в регистр осуществляется с входов D0…D3 при подаче уровня лог. 0 на вход PE в момент подачи синхроимпульса на вход CP. Последовательная загрузка данных может быть произведена с помощью JK-триггера (входы J и K) при подаче синхроимпульса на вход CP. Вход MR реализует сброс регистра, т.е. установку на всех его выходах (Q0…Q3) уровня лог. 0.