Універсальний лабораторний стенд

Лабораторний стенд складається з трьох основних частин: поля для дослідження цифрових схем (ліва частина), індикаторного поля (середня частина), поля для дослідження аналогових схем (права частина).

До складу лівого поля входять:

1. логічні елементи

– універсальні синхронні D та JK- тригери з входами асинхронної установки R,S (активний рівень нульовий);

– дешифратор 3*8 з інверсними виходами (типу ИД7);

– мультиплексор 8*1 з інверсним виходом (типу КП7);

– два чотирьохрозрядні універсальні регістри зсуву (типу ИР1);

– два двійкових реверсивних лічильника (типу ИЕ7);

– два двійково-десяткових реверсивних лічильника (типу ИЕ6);

– два аналого-цифрових та цифро-аналоговий перетворювачі.

Виходи мультиплексора, регістрів та двійкових лічильників постійно підключені до світлодіодних індикаторів. Для одержання логічних констант (логічний 0 та логічна 1) в стенді є точки, де формується логічна одиниця (у верхній частині поля) та логічний нуль у вигляді заземлення (по всьому полі). Для формування логічних змінних (кількістю не більше чотирьох) використовується тумблерний регістр. Існує можливість підключення тумблерного регістра до дешифратора, мультиплексора, регістра, лічильників з допомогою відповідної кнопки комутатора. Для формування синхросигналів використовуються дві кнопки з парафазними виходами (для ручного формування) та два генератори (для автоматичного формування). У лівій частині поля є відповідні гнізда, звідки можна одержати потрібні сигнали.

На середньому полі розміщується 8-розрядний індикатор, до якого можуть бути підключені довільні точки схеми.

На правому полі розміщуються схемні елементи та пристрої.

Вимірювальний прилад Ф4372

Цифровий комбінований прилад типу Ф4372 дозволяє вимірювати напругу і силу струму постійного та змінного струму, частоту змінного струму, активний опір (результат виводиться у цифровому вигляді з допомогою 4-х десяткових розрядів). Крім того, прилад виконує функції осцилографа та генератора синусоїдальних коливань..

При вимірюванні за допомогою цифрового комбінованого приладу необхідно мати на увазі:

– при вимірюванні необхідно натиснути кнопки виду роботи (І,U,R,f) і діапазону вимірювання;

–при роботі у всіх режимах спочатку вибирають найбільший діапазон виміру, а потім, орієнтуючись на результати виміру, переходять на більш зручний для виміру діапазон.

– при вимірюванні сили і напруги постійного струму, опору постійному струму, частоти кнопка “ -- \ ~ ” повинна бути у віджатому стані, при вимірюванні сили і напруги перемінного струму – у натиснутому.

Для визначення величини напруги з допомогою осцилографа необхідно шляхом вибору значення коефіцієнта вертикального відхилення встановити зручну для спостереження величину зображення на екрані приладу. Значення цього коефіцієнту визначається натиснутою кнопкою перемикача V/ДЕЛ і установленим множником. Для спостереження низькочастотних сигналів і сигналів з постійною складовою необхідно перемикач ≈ \ ~ перевести в положення ≈. Стійке зображення установлюється вибором відповідного коефіцієнту розгортки (шляхом натискання кнопок перемикача ВРЕМЯ/ДЕЛ) та ручкою ПЛАВНО і вибором полярності синхронізації (кнопка ” +\– “)..

Для визначення часових характеристик сигналу за допомогою осцилограми необхідно виміряти горизонтальну відстань між точками, що цікавлять, (ручка ПЛАВНО повинна бути в крайньому правому положенні) та помножити відстань, яку виміряли у великих розподілах, на показання ВРЕМЯ/ДЕЛ перемикача (наприклад, відстань між вимірюваними точками становить 5 великих розподілів, перемикач ВРЕМЯ/ДЕЛ встановлений у положенні 0,1ms, тоді тривалість часового інтервалу 5 * 0.1ms = 0,5ms.

 

Завдання

1. Ознайомитись зі складом та розміщенням мікросхем та схемних елементів на стенді.

2. Виміряти з допомогою цифрового комбінованого приладу схемні елементи, величину активного опору резистора з відомим номіналом. Визначити відхилення опору від номіналу

3. Одержати осцилограми вихідного сигналу генератора синусоїдальних коливань, що входить до складу комбінованого приладу. Визначити період Т, частоту f, амплітуду А сигналу.

4. Одержати осцилограму вихідного сигналу генератора прямокутних імпульсів та визначити амплітуду А, період Т, частоту f, тривалість імпульсу τ та коефіцієнт заповнення (відношення Т/τ) сигналу за допомогою осцилограми.

5. Виміряти з допомогою цифрового комбінованого приладу величину напруги логічної 1, що формується на стенді.

 

Зміст звіту

1. Титульний аркуш.

2. Назва та мета роботи.

3. Завдання.

4. Необхідні короткі теоретичні відомості для кожного з виконаних пунктів завдання.

5.Таблиці з результатами вимірювань та осцилограми з позначенням вимірюваних параметрів, результати розрахунку.

6. Висновки по роботі.

5.Контрольні запитання

1. Що входить до складу цифрових елементів стенду?

2. Як вимірюється величина напруги змінного струму з допомогою осцилографа?

3. Як вимірюється тривалість сигналу, період та тривалість імпульсів з допомогою осцилографа?

4. Як вимірюється комбінованим приладом стенда сила і напруга постійного струму?

5. Як вимірюється комбінованим приладом стенда опір постійному струму, частота?

 

 

Лабораторна робота № 2

Тема. Дослідження логічних елементів та комбінаційних цифрових схем

Мета роботи – вивчення принципів роботи, методів синтезу та особливостей функціонування загальних типів комбінаційних схем, надбання навиків реалізації їх на реальних інтегральних елементах.

 

Логічні елементи

Цифровий логічний елемент реалізує одну з операцій алгебри логіки або просту логічну функцію.

Позначення найпростіших логічних елементів наведені на рис.1.

Рис.2.1 Схемні позначення логічних елементів:

а - двовходового диз’юнктора; б - двовходового кон’юнктора; в - інвертора; г - двовходового елемента Пірса; д - двовходового елемента Шеффера

 

Таблиці істинності елементів, зображених на рис.2.1, наведені на рис.2.2.

X1

X2

Y

X1

X2

Y

X

Y

X1

X2

Y

X1

X2

Y

а

б

в

г

д

 

Рис.2.2 Таблиця істинності логічних елементів:

а - двовходового диз’юнктора; б - двовходового кон’юнктора; в - інвертора; г - двовходового елемента Пірса; д - двовходового елемента Шеффера

 

Завдання

1.Дослідити базові елементи логічних мікросхем та зрівняти результати вимірювань з відповідними таблицями істинності.

2. Для заданої функції згідно з варіантами побудувати комбінаційну схему з використанням елементів, що входять до складу стенда (2 елемента 2АБО–НЕ, 6 елементів 2І–НЕ).

3. Виконати мінімізацію та одержати МДНФ і МКНФ для функції згідно з варіантами. Для обох форм побудувати схеми з використанням елементів, що входять до складу стенда.

 

 

Таблиця 2.1

№ варіанта	Функція
	(
	(

 

4. Побудувати генератор імпульсів за схемою рис. 2.3 для n =1,3,5. Для кожної схеми одержати осцилограми вихідного сигналу та визначити його амплітуду, період і частоту.

Рис2.3 Схема генератора імпульсів

Зміст звіту

1. Титульний аркуш.

2. Назва та мета роботи.

3. Завдання.

4. Необхідні короткі теоретичні відомості для кожного з виконаних пунктів завдання.

5. Результати вимірювання. Мінімізація функцій, всі схеми, осцилограми з позначенням вимірюваних параметрів, результати розрахунку.

6. Висновки по роботі.

4. Контрольні запитання

1. Що таке МДНФ та МКНФ логічної функції?

2. Що таке комбінаційна схема?

3. Як проводиться мінімізація логічної функції?

4. Карти Карно двох, трьох та чотирьох змінних.

5. Методика синтезу комбінаційної схеми.

6. Логічні елементи І, АБО, І-НЕ, АБО-НЕ, Виключне АБО, НЕ. Умовні позначення, таблиці істинності.

 

Лабораторна робота №3