Исследование основных логических элементов и простейших комбинационных устройств

Министерство образования и науки Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет

Балаковский институт техники, технологии и управления

Отчет по лабораторной работе Исследование основных логических элементов и простейших комбинационных устройств Выполнили:

Студенты группы УИТ-32

Рыжаков Роман Проверил:

Коптенко В.И.

Балаково 2009

Описание установки

Назначение Стенд предназначен для проведения лабораторных занятий по курсам «Основы автоматики и вычислительной техники», «Основы промышленной электроники», «Основы информатики и ЭВТ» в высших учебных заведениях и техникумах, в которых данные дисциплины не являются профилирующими предметами.

Стенд (рис.1) позволяет проводить лабораторные работы по изучению и исследованию следующих элементов, узлов И устройств цифровой вычислительной техники:

1. Логических элементов НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ, И, И-НЕ. ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ;

2. Комбинационных узлов, собранных на базовых логических элементахтрехзарядного устройства проверки на четность, устройства сравнения двух двухразрядных чисел, двоичного одноразрядного сумматора (два варианта);

3. Комбинационных узлов, выполненных в виде самостоятельных ИМС-дешифратора, демультиплексора, мультиплексора, преобразователя двоичного кода в код семисегментного индикатора, четырехразрядного двоичного сумматора, четырехразрядного арифметическо-логического устройств";

4. Последовательностных элементов, собранных на базовых логических элементахRЗтриггере на элементах И-НЕ, R3 -триггера на элементах ИЛИ-НЕ;

5. Последовательностных элементов и узлов, выполненных в виде самостоятельных ИМС:

R3 — триггера, D — триггера, Т — триггера, двухразрядного параллельного регистра, двухразрядного последовательного регистра, четырехразрядного универсального регистра, кольцевого счетчика, суммирующего и вычитающего двоичных счетчиков, счетчика с коэффициентом счета некратным степени 2, реверсивного счетчика с пред установкой, оперативного запоминающего устройства с организацией 16×4 бит.

6. Модели микроЭВМ в составе: АЛУ, ОЗУ, регистров операндов, команды и адреса, регистра-аккумулятора, мультиплексора общей шины, дешифратора сигналов управления, устройств ввода и вывода информации.

Стенд состоит из общего блока ввода-вывода информации и шести сменных плат, на которых установлены все исследуемые элементы, узлы и устройства. Стенд комплектуется набором сменных технологических карт (28 штук) с функциональными схемами исследуемых устройств.

Техническое описание установки

Блок ввода-вывода информации Принципиальная схема блока приведена на рис. I. Разъём Х2 предназначен для подключения внешнего стабилизированного источника постоянного тока с напряжением 5 ± 0,25 В и максимальным по требляемым током до 0,8 А (вариант 2 поставки). Разъём XI предназначен для подключения сменных плат с исследуемыми устройствами. В варианте 2 поставки разъём Х2 отсутствует, выходы «+5В» и «общий» блока питания подключаются к соответствующим контактам I и 16 разъёма XI.

На передней (наклонной) панели блока установлены тумблеры (SА1 -SА5) и кнопки (SВ1-SВЗ) ввода информации и задания режимов работы исследуемых устройств. Выводы всех тумблеров и кнопок, кроме SВ1, подключены непосредственно к контактам разъёма XI.

Переключатели SА1- SА4, SВ2 и SВЗ предназначены для подачи логических сигналов с уровнями «0» (соответствующий вывод замкнут на общий провод) или «I» (вывод — на +5В).

Тумблер SА5 подключается всеми своими выводами к разъёму и поэтому может использоваться в качестве переключателя «двух сигналов в одну линию» или, наоборот, «одного сигнала на два направления». Кнопка SВ1 подключена к схеме защиты от «дребезга» на триггере (микросхема D 1.1).

С помощью этой кнопки на выходе триггера (27 контакт. разъёма XI).; формируется одиночный импульс с крутыми фронтами необходимый для нормальной работы исследуемых триггеров, регистров и счетчиков. При нажатии SВ1 на 27 контакте появляется логический 0, а при отпускании — логическая 1. Этот блок в дальнейшем на схемах обозначается как формирователь одиночного импульса .

Реализуемая функция: 2 И-НЕ

Реализуемая функция: 2И. Коньюнкция, Y1=X1*X2

цифровой вычислительный техника логический Реализуемая функция: 2ИЛИ-НЕ. Стрелка Пирса, Y1=X1vX2=

Реализуемая функция: ИЛИ. Дизьюнкция, Y1=X1+X2

Реализуемая функция: исключительное ИЛИ

Реализуемая функция: равнозначность (эквиввалентность), Y1=X1~X2=X1*X2+?X1*?X2

Реализуемая функция: Проверка на чётность (если число 1 на входе четно, то выход 0, если число 1 не чётно, то выход 1)

Реализуемая функция: Сравнение двух двухразрядных чисел

Реализуемая функция: двоичный одноразрядный сумматор (Y1 и Y2, представляют число в двоичной системе счисления)

Вывод

В данной лабораторной работе исследовали базовую логику и определили реализуемые функции схемных решений. Также познакомились с принципом работы испытательного стенда для изучения устройств цифровой вычислительной техники.