Цифровая схемотехника
Проектирование и экспериментальная проверка работы синхронных счетчиков с заданной последовательностью смены состояний. Анализ работы счетчиков на регистрах сдвига. Моделирование лабораторного стола с наборным полем для макетирования цифровых схем.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.08.2013 |
| Размер файла | 650,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/10
Министерство образования и науки
Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники
Кафедра промышленной электроники
Лабораторная работа № 2
по дисциплине «Микроэлектроника»
Цифровая схемотехника
2013
1. Исследование цифровых устройств последовательностного типа
последовательный счетчик моделирование
Цель работы.
Проектирование и экспериментальная проверка работы синхронных счетчиков с заданной последовательностью смены состояний, а также анализ работы счетчиков на регистрах сдвига. Используется моделирующий пакет ASIMEC и Electronics Workbench. Программы моделируют лабораторный стол с наборным полем для макетирования цифровых схем и необходимым комплектом контрольно-испытательной аппаратуры.
Программа работы
Спроектировать синхронный счетчик с четырьмя выходами, циклически изменяющий свои состояния в соответствии с табл. 2 вар17 (Ксч = 9). Проверить работу счетчика, зафиксировав последовательность смены состояний с помощью цифрового индикатора. Период колебаний генератора G выбрать равным 1 с.
Таблица 2.
|
Ксч |
Состояние счетчиков |
|||||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
||
|
N |
0 |
9 |
3 |
8 |
7 |
13 |
5 |
4 |
2 |
|
|
Q1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
Q2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
Q3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
Q4 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
N+ |
9 |
3 |
8 |
7 |
13 |
5 |
4 |
2 |
0 |
|
|
D1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
D2 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
D3 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
D4 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Составим карту Карно для:
D1
Рис. 1
D2
Рис. 2
D3
Рис. 3
D4
Рис. 4
Спроектируем синхронный счетчик с четырьмя выходами, циклически изменяющий свои состояния в соответствии с таблицей (Ксч = 9). Проверим работу счетчика, зафиксировав последовательность смены состояний с помощью цифрового индикатора.
Рис. 5
Рис. 6
Блок Logika рис. 7
Рис. 7
Как видим, синхронный счётчик функционирует правильно - циклически изменяет свои состояния в соответствии с таблицей.
2. Собрать схему счетчика на регистре сдвига в соответствии со своим вариантом (рис. 4 Учебного пособия). Вар. 5
К выходам устройства подключить цифровой индикатор и осциллограф. Зафиксировать в отчете последовательность смены состояний счетчика и временные диаграммы выходных сигналов при подключении к входу генератора тактовых импульсов. Объяснить наблюдаемые результаты работы устройства.
Рис.8
Рис. 9
Рис. 10
Рис.11
Рис.12
Рис.13
Проанализируем полученные временные диаграммы выходных сигналов Вид диаграмм на первом такте объясняется логический элемент «Исключающее ИЛИ-НЕ» подаёт на информационный вход - логическую 1, так как на выходах DD3, DD4 логическая 0, логическая 1 одновременно будет только на четвертом такте. На выходных диаграммах хорошо видно, что сигнал на выходах DDn+1 запаздывает на один такт относительно предыдущего. Запаздывание сигнала объясняется тем, что триггер в течении такта хранит информацию поступившую на информационный вход по фронту такта.
2. Ответы на контрольные вопросы
1. Триггером называют устройство, имеющее два устойчивых состояния и сохраняющее любое из них сколь угодно долго после снятия внешнего воздействия, вызвавшего переход триггера из одного состояния в другое. Триггер в общем случае можно представить состоящим из ячейки памяти и устройства управления, преобразующего входную информацию в комбинацию сигналов, под воздействием которых ячейка памяти принимает одно из устойчивых состояний. По способу записи информации триггеры могут быть асинхронными и синхронными. В асинхронных триггерах, сам сигнал несущий информацию, вызывает его переключение. В синхронных триггерах информация записывается при одновременном воздействии информационного сигнала и синхронизирующего импульса. По функциональному признаку различают RS-триггеры, D-триггеры, Т-триггеры и JK-триггеры, а также их комбинации.
2. В случае статического управления, сигнал на информационном входе оказывает влияние на состояние триггера в течении всего времени наличия синхроимпульса. При динамическом управлении воздействие информационного сигнала проявляется только в моменты фронта или спада синхроимпульса.
3. На регистрах памяти строятся шифраторы и мультиплексоры, а на регистрах сдвига - дешифраторы и демультиплексоры.
4. Счётчиком - называется устройство, циклически меняющее свои состояния под действием импульсов, подаваемых на один вход. Количество тактов, через которые повторяется исходное состояние счётчика, называют коэффициентом пересчёта. Счётчики строят из цепочек триггеров с динамическим управлением. По коэффициенту пересчёта различают счётчики двоичные (Ксч = 2n, где n - разрядность счётчика), десятичные (Ксч = 10n, где n - количество декад счётчика), с произвольным постоянным Ксч, с изменяемым Ксч (программируемые). По направлению счёта - делятся на суммирующие, вычитающие, реверсивные. По способу организации внутренних связей - на синхронные и асинхронные (синхронные обладают большим быстродействием).
5. Кольцевой счётчик, представляет собой синхронный счётчик с Ксч = 5 и выполняет функцию распределителя уровня логической единицы по пяти каналам. Счётчик Джонсона, представляет собой синхронный счётчик с Ксч=5, на каждом из трёх выходов которого чередуются три единичных и два нулевых состояния, с задержкой между выходами в один такт.
6. По функциональному признаку различают постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), хранящие информацию «только для чтения», и оперативные запоминающие устройства (ОЗУ), предназначенные для записи, хранения и считывания цифровой информации. ПЗУ относятся к комбинационным устройствам, ОЗУ - к последовательностным. ПЗУ - сохраняют информацию при отключенном питании (энергонезависимы), ОЗУ - теряют информацию при отключении питания. ПЗУ - являются преобразователями n-разрядного кода адреса ячейки А в m-разрядный код хранящегося в ней кода. ПЗУ по способу записи в них информации, делятся на масочные (ROM), программируемые на заводе изготовителе; однократно-программируемые (PROM) и многократно программируемые пользователем - которые в свою очередь подразделяются на: (EEPROM) - электрическое программирование и электрическое стирание; и (EPROM) - электрическое программирование и ультрафиолетовое стирание. ОЗУ могут быть статического и динамического типа. Элементом памяти ОЗУ статического типа служит триггер на полевых или биполярных транзисторах, а ОЗУ динамического типа - конденсатор.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Построение логической схемы счетчика в среде Max+Plus II с использованием редактора символов, моделирование ее работы с помощью эмулятора работы логических схем. Триггеры со статическим и динамическим управлением. Анализ алгоритма синтеза счетчиков.
лабораторная работа [128,3 K], добавлен 23.11.2014Принципы и основы работы счётчиков и сумматоров. Классификация приборов, конструктивные особенности. Основы работы в среде Multisim. Схемотехническое моделирование работы и конструкции счетчиков и сумматоров на базе триггеров и интегральных микросхем.
курсовая работа [445,8 K], добавлен 07.02.2016Принципы работы счетчика двоичных чисел, методика синтеза счетчиков-делителей. Построение функциональной и принципиальной схем. Схема счетчика-делителя с коэффициентом деления 48. Применение счетчиков на интегральных схемах со средней степенью интеграции.
курсовая работа [295,0 K], добавлен 14.11.2017Принцип работы и характеристики нестабилизированных источников вторичного электропитания. Действие мостовых усилителей и интегрального таймера. Основы построения счетчиков и пересчетных схем, выполненных на триггерах, контроль их работоспособности.
лабораторная работа [2,7 M], добавлен 20.05.2011Характеристика основных компонентов для исследования цифровых схем. Порядок работы с системой моделирования. Особенности структуры компонентов моделирования цифровых схем, исследование платы на безопасность, разработка интерфейсной части и алгоритмов.
курсовая работа [238,9 K], добавлен 12.07.2013Изучение структуры и алгоритмов работы асинхронных и синхронных триггеров. Суммирующие и вычитающие счетчики. Изменение коэффициента пересчета счетчиков. Временные диаграммы работы суммирующего счетчика. Логические сигналы на прямом и инверсном выходах.
лабораторная работа [614,9 K], добавлен 20.06.2011Технические требования, назначение, условия эксплуатации и основные параметры счетчиков. Технологические и конструктивные требования. Выбор и обоснование схемы электрической функциональной и принципиальной. Выбор комплектующих. Помехозащищенность схемы.
курсовая работа [4,1 M], добавлен 25.12.2012Основные законы алгебры логики. Дизъюнктивные нормальные формы. Синтез комбинационных логических схем. Счетчики с параллельным и последовательным переносом. Общие сведения о регистрах. Синхронные и асинхронные триггеры. Минимизация логических функций.
методичка [2,7 M], добавлен 02.04.2011Практическое изучение логических элементов, реализующих элементарные функции алгебры логики. Классификация и параметры триггеров, принципы построения асинхронных и синхронных RS-триггеров. Изучение работы синхронного двоичного счетчика на j-k триггерах.
лабораторная работа [1,4 M], добавлен 28.06.2013Понятие и функциональные особенности электронных счетчиков, их классификация и разновидности, отличительные особенности: асинхронные и синхронные. Условия использования счетчиков с произвольным коэффициентом счета. Разработка логического устройства.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 21.09.2016Принципы построения делителя частоты цифровых сигналов, составные части асинхронного и синхронного счетчиков. Разработка и обоснование функциональной схемы устройства. Расчет элементов, выходных параметров схемы, однополярного блока питания для счетчика.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 28.06.2012Знакомство с ключевыми особенностями постройки шестнадцатеричного счетчика, работающего в коде Грея с индикацией на 7-сегментном индикаторе. Общая характеристика счетчиков с последовательным переносом: основное назначение устройств, рассмотрение функций.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 06.08.2013Классификация счетчиков, их быстродействие и характеристики. Принцип работы и схема синхронного счетного Т-триггера на основе JK-триггера. Разработка и расчёт структурной и электрической принципиальной схем устройства, выбор его элементной базы.
курсовая работа [484,3 K], добавлен 12.12.2013Разработка структурной схемы проектируемого модуля. Описание генератора опорной частоты, подбор делителя частоты, мультиплексора. Общая погрешность коммутации сигналов. Моделирование работы счетчиков–делителей в среде Electronics Workbench 5.12.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 15.06.2011Краткий обзор существующих схем автоматов световых эффектов. Анализ существующих схем счетчиков. Особенности изготовления устройства бытовой аппаратуры, работающего в нормальных условиях эксплуатации. Экономическое обоснование и организация производства.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 08.04.2013Интегральные микросхемы, сигналы. Такт работы цифрового устройства. Маркировка цифровых микросхем российского производства. Базисы производства цифровых интегральных микросхем. Типы цифровых интегральных микросхем. Схемотехника центрального процессора.
презентация [6,0 M], добавлен 24.04.2016Изучение и освоение методов разработки и оформления принципиальных электрических либо структурно-логических схем устройств. Расчёт элементов широкополосного усилителя. Проектирование демультиплексора кодов 1 на 64, коммутатора параллельных кодов.
курсовая работа [230,8 K], добавлен 04.02.2015Принцип действия схемы генератора на основе операционного усилителя. Проверка работы мультивибратора в программе Micro-Cap, определение относительной погрешности. Описание интегральной схемы К572ПА2. Схема дискретно-аналогового преобразования фильтра.
курсовая работа [790,6 K], добавлен 06.04.2013Разработка стабилизированного источника питания счётчиков серии "Мир": построение схем; выбор конструкции, топологии и элементной базы. Расчёт параметров импульсного трансформатора, печатной платы; определение показателей надёжности и восстанавливаемости.
дипломная работа [7,9 M], добавлен 24.02.2013Технические характеристики цифрового компаратора. Описание цифровых и аналоговых компонентов: микросхем, датчиков, индикаторов, активных компонентов, их условные обозначения и принцип работы. Алгоритм работы устройства, структурная и принципиальная схемы.
курсовая работа [1023,2 K], добавлен 29.04.2014
