Описание лабораторной установки

1 2 3 4 5

Министерств образования РФ

Донской государственный технический университет

Кафедра «Электротехника»

Исследование логических

элементов

Методические указания к лабораторной работе № 43

по дисциплине «Электротехника и электроника»

Ростов – на – Дону

Составители: д. ф.-м. н. А.А. Лаврентьев

доц. С.Д. Анисимов

доц. Л.Н. Ананченко

ст. преподаватель И.Е. Рогов

УДК 621.396.6.049.771.12 (076.5)

Исследование логических элементов. Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Электротехника и электроника» / Издательский центр ДГТУ. Ростов – на – Дону. 2003, с

Настоящие методические указания предназначены для студентов дневных и заочного факультетов специальностей 190100, 190600, 071800, 210300, 210100, 210200, изучающих раздел «Цифровая электроника».

Печатается по решению методической комиссии по техническим наукам факультета «Автоматизация и информатика».

Ответственный за выпуск – д. ф.-м. н. А.А. Лаврентьев

Рецензент – проф. Б.М. Кулагин

@ - Издательский центр ДГТУ, 2003 г.

Цель работы

1.1. Приобрести практические навыки и освоить методику экспериментального исследования логических элементов и логических схем, реализации логических функций логическими элементами, синтеза электрических схем.

Содержание работы

2.1. Экспериментальное исследование логических функций и получение их таблиц истинности.

2.2. Исследование логических схем с помощью генератора слов.

2.3. Синтез схем, реализующих заданную логическую функцию.

Особенности правил и мер техники безопасности при проведении экспериментальных исследований.

Правила техники безопасности при выполнении данной работы, не отличатся от общих при работе в электротехнических лабораториях.

4. Подготовка к выполнению работы

При подготовке к выполнению данной работы студент должен

4.1. Изучить тему: «Логические элементы» (ЛЭ) ([1], с. 507-539; [2], с. 323-337 и при самоконтроле усвоения этого материала ответить на контрольные вопросы настоящих методических указаний.

4.2. Изучить данные методические указания, усвоить последовательность выполнения работы, ознакомиться с описанием программы схемотехнического моделирования ELECTRONICS WORKBENCH ([3], с. 17-66).

4.3. Подготовить бланк отчёта, в котором отобразить цель работы, принципиальные электрические схемы включения исследуемых ЛЭ, таблицы для записи результатов экспериментов.

Описание лабораторной установки.

Лабораторная работа выполняется в компьютерном классе кафедры «Электротехника» на персональных компьютерах, в программном обеспечении которых имеется система схемотехнического моделирования ELECTRONICS WORKBENCH (EWB), использующая стандартный интерфейс WINDOWS. Для проведения компьютерного варианта исследования ЛЭ используется манипулятор типа «мышь».

Базовыми элементами цифровых устройств являются цифровые интегральные микросхемы – логические элементы, в которых выходной электрический сигнал связан с входным по законам алгебры логики. В алгебре логики переменные и их функции могут принимать только два значения – 0 или 1.

6. Последовательность выполнения работы.

6.1. Экспериментальное исследование логических функций.

Исследование ЛЭ, выполняющего логическую функцию И

6.1.1. Задание уровней логических сигналов на входах ЛЭ.

Запустите программу EWB и откройте файл с 12 01 этой программы со схемой, изображённой на рис. 1, в которую включены следующие устройства и измерительные приборы.

· источник напряжения + 5 В; (источник сигнала «логическая единица»).

двухпозиционный переключатель, управляемый нажатием клавиши А на клавиатуре компьютера (или другой клавиши);

· логический пробник, загорающийся красным цветом, если на него подается сигнал, соответствующий логической единице (напряжение высокого уровня);

· вольтметр;

· двухвходовый ЛЭ 2И;

A,B - входы ЛЭ; F(или Y) – выход ЛЭ.

С помощью двухпозиционных переключателей А и В на входы ЛЭ подаются сигналы, уровни которых соответствуют логическому О (контакт переключается – в нижнем положении) или 1 (контакт переключается – в верхнем положении).

6.1.2. Включение – выключение питания схемы.

Щёлкните левой кнопкой мыши по выключателю питания

, пиктограмма которого расположена в правом верхнем углу рабочего поля.

Рис1. Принципиальная электрическая схема включения логических элементов.

6.1.3. Экспериментальное получение таблицы истинности ЛЭ.

Логическая функция может быть задана логическим выражением или таблицей истинности, в которой всем возможным значениями входных переменных поставлены в соответствие значения выходной логической функции F. Устанавливая переключатели А и В в различные положения, измеряйте вольтметрами напряжения на входе и выходе ЛЭ и определяйте с помощью логических пробников уровни логических сигналов. Результаты исследований уровней выходных сигналов F при всех возможных комбинациях уровней входных сигналов занесите в табл.1.

Tаблица 1

Результаты исследования сигналов ЛЭ (Таблицы истинности ЛЭ)

Значения входных переменных	Значение логической функции F на выходе ЛЭ
A = X	B = Y	И	И - НЕ	ИЛИ	ИЛИ - НЕ	Исключающее ИЛИ




Булева функция ЛЭ	F = XY