Выбор и обоснование структурной схемы лабораторного стенда

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

. Выбор и обоснование структурной схемы лабораторного макета

Выбор исследуемых параметров

Выбор структурной схемы

. Разработка функциональной схемы лабораторного макета

Состав макета

Выбор элементной базы макета

. Расчет электрических параметров схемы макета

. Разработка принципиальной схемы лабораторного макета

Мультиплексор 4-1 на логических элементах

Мультиплексор 8-1 на интегральной схеме

Каскадное наращивание мультиплексоров

. Конструкция макета

. Разработка основных положений методических указаний для проведения лабораторной работы

Общие положения

Описание лабораторного макета

Порядок проведения работы

Заключение

Список литературы

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Мультиплексором называют устройство, предназначенное для передачи сигналов с любого из входов на одну общую выходную шину. Вход, с которого сигнал передается на выход, выбирают в зависимости от значения управляющего сигнала, задаваемого, например, в виде параллельного цифрового кода. Таким образом, задача, решаемая мультиплексором, по существу обратна задаче, которую решает распределитель.

Целью же данного курсового проекта является разработка лабораторного стенда для изучения работы таких устройств, как мультиплексоры.

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

Выбор исследуемых параметров

Работу любого мультиплексора всегда рассматривают относительно выхода У. Т.е. исследуют состояние этого выхода при подаче на входы логических сигналов различных уровней. Такими сигналами являются логический нуль - «0» и логическая единица - «1». Зависимость состояния выхода У от комбинации логических сигналов на входах легче всего показать в виде таблицы. Такую таблицу называют таблицей истинности. В эту таблицу заносятся все возможные комбинации логических сигналов на информационном и адресном входах мультиплексора и соответствующее им состояние выхода У.

Кроме того, работу мультиплексора можно также описать временными диаграммами. На эти диаграммы наносятся условно подаваемые на вход сигналы, распределенные во времени, и на их основе строится временная диаграмма, соответствующая состоянию выхода У.

В данном случае таблицы истинности и временные диаграммы будут являться основными исследуемыми параметрами.

 

Выбор структурной схемы

Для работы всего лабораторного стенда необходимо включить в схему макета блок питания, интегральные микросхемы не могут напрямую работать с напряжением сети 220В как с напряжением питания.

Т.к. для исследования работоспособности мультиплексора нам необходимо подавать на его входы различные комбинации логических сигналов, то в схему лабораторного стенда обязательно необходимо включить задатчики уровней логических сигналов. С их помощью мы сможем подать на входы мультиплексора логические сигналы и построить таблицу истинности либо описать работу регистра с помощью временных диаграмм.

Кроме того, для наблюдения за состояниями выхода мультиплексора и задаваемых уровней логических сигналов необходимо включить в макет блок индикационных устройств.

Таким образом, примерная структурная схема макета может иметь вид, показанный на рис.1.

 

Рисунок 1.1 - Структурная схема лабораторного макета

схема макет мультиплексор интегральный

РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ЛАБОРАТОРНОГО МАКЕТА

Состав макета

В задании на данный курсовой проект не указана необходимость разработки принципиальных схем тактового генератора, блока питания, задатчика уровня логических сигналов и блока индикации. Поэтому данные устройства можно взять стандартными.

Поскольку уровни входных сигналов для мультиплексоров, точнее для элементов, на которых они построены, не превышают 5В, то блок питания для макета целесообразно взять на 5В. Этот выбор можно обосновать тем, что для подачи сигналов на входы мультиплексоров не придется прибегать к применению элементов снижающих напряжение, поступающее от блока питания на входы.

Исходя из вышесказанного, блок задатчика уровней логических сигналов можно реализовать на нескольких тумблерах и логических элементах непосредственно на макете, а не прибегать к использованию внешних источников с различными уровнями выходных сигналов.

Блок индикации можно реализовать на светодиодах, установленных непосредственно на значимых выходах соответствующих мультиплексоров, либо выделить их в отдельную линейку, к которой при помощи проводов с разъемами подключать выходы исследуемых устройств.

Коммутацию отдельных элементов при исследовании мультиплексоров на логических элементах и интегральных микросхемах целесообразно выполнять при помощи проводов с разъемами. Их также можно использовать для подачи сигналов на исследуемое устройство от задатчика уровней логических сигналов.

Согласно заданию для проекта, макет также должен содержать схемы для исследования работоспособности мультиплексора 4-1 на логических элементах и мультиплексор на интегральных микросхемах (ИМС).

Таким образом, функциональная схема лабораторного макета будет иметь вид, показанный на рис. 2.1.

 

Рисунок 2.1 - Функциональная схема лабораторного макета

 

Микросхема КР531КП15.

Микросхема содержит полный двоичный дешифратор для выбора одного из восьми источников данных, а также два дополняющих выхода с тремя состояниями. Наличие выходов с тремя состояниями позволяет использовать микросхему в системах с шинной организацией данных. Оба выхода устанавливаются в высокоимпедансное состояние при высоком уровне напряжения на входе управления Е.

 

Рисунок 2.4- УГО микросхемы КР531КП15

Микросхема КР531КП2.

Микросхема представляет собой сдвоенный селектор-мультиплексор 1 из 4 с общими входами выбора данных и раздельными входами стробирования.

 

Рисунок 2.4- УГО микросхемы КР531КП2

КОНСТРУКЦИЯ МАКЕТА

На основании структурной схемы лабораторного макета, показанной на рис. 1.1, а также разработанной принципиальной схемы макета можно схематически представить вид передней панели макета.

Детальная схема расположения основных устройств на панели макета будет приведена в графической части проекта.

 

Рисунок 5.1 - Вид передней панели лабораторного макета

Общие положения

Мультиплексором называют устройство, предназначенное для передачи сигналов с любого из входов на одну общую выходную шину. Вход, с которого сигнал передается на выход, выбирают в зависимости от значения управляющего сигнала, задаваемого, например, в виде параллельного цифрового кода. Таким образом, задача, решаемая мультиплексором, по существу обратна задаче, которую решает распределитель.

Порядок выполнения работы

Опыт 1.

1. Собрать схему мультиплексора на логических элементах, предварительно отключив питание макета.

2. Подключить выход мультиплексора к индикационному табло.

.   Подавая на входы мультиплексора сигналы с задатчика уровней сигналов получить таблицу истинности данного мультиплексора.

Опыт 2.

1. Произвести проверку работоспособности интегрального мультиплексора.

2. Повторить действия 2-3 из опыта 1

Опыт 3.

. Собрать схему наращивания разрядности мультиплексоров, предварительно отключив питание макета.

. Подключить выход мультиплексора к индикационному табло.

. Подавая на входы мультиплексора сигналы с задатчика уровней сигналов получить таблицу истинности мультиплексора 16-1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В ходе проведенного проектирования был разработан лабораторный макет для проведения лабораторных работ по предмету «Элементы и устройства ЭВТ». В состав макета входит довольно широкий набор исследуемых устройств, что позволяет досконально изучить мультиплексоры, были приведены подробные описания их функционирования, приведены схемы включения, таблицы истинности.

Также были разработаны методические указания к проведению лабораторной работы по исследованию мультиплексоров, даны подробные сведения по каждому из проводимых опытов.

В графической части проекта приведены принципиальная схема, а также чертеж передней панели макета.

Таким образом, в целом, данный проект полностью удовлетворяет заданию на курсовое проектирование.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.    Браммер Ю.А., Пащук И.Н. Импульсная техника - М.: Высшая школа, 2003, 320 с.

2. Мальцева Л.А. и др. Основы цифровой техники - М.: Радио и связь, 1987, 128 с.

.   Потемкин И.С. Функциональные узлы цифровой автоматики - М.: Энергоатомиздат, 1988, 320 с.

.   Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Проектирование дискретных устройств на ИМС: Справочник - М.: Радио и связь, 1990, 304 с.

.   Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник - М.: Радио и связь, 1989, 352 с.

.   Конспект лекций по предмету «Элементы и устройства вычислительной техники и связи»

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

. Выбор и обоснование структурной схемы лабораторного макета

Выбор исследуемых параметров

Выбор структурной схемы

. Разработка функциональной схемы лабораторного макета

Состав макета

Выбор элементной базы макета

. Расчет электрических параметров схемы макета

. Разработка принципиальной схемы лабораторного макета

Мультиплексор 4-1 на логических элементах

Мультиплексор 8-1 на интегральной схеме

Каскадное наращивание мультиплексоров

. Конструкция макета

. Разработка основных положений методических указаний для проведения лабораторной работы

Общие положения

Описание лабораторного макета

Порядок проведения работы

Заключение

Список литературы

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Мультиплексором называют устройство, предназначенное для передачи сигналов с любого из входов на одну общую выходную шину. Вход, с которого сигнал передается на выход, выбирают в зависимости от значения управляющего сигнала, задаваемого, например, в виде параллельного цифрового кода. Таким образом, задача, решаемая мультиплексором, по существу обратна задаче, которую решает распределитель.

Целью же данного курсового проекта является разработка лабораторного стенда для изучения работы таких устройств, как мультиплексоры.

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА