Комбинационных узлов с использованием базовых логических элементов
Цель: научиться синтезировать комбинационные узлы с использованием базовых логических элементов.
Задание 1: Синтезировать структурную схему, выполняющую функции и постройте таблицу истинности . Проанализировать правильность работы схемы по таблице истинности.
1. Компоненты-Animation-Animated Digital Switch
2. Компоненты-Digital Primitives-Standard Gates-
-Inventers-Inventer
3. Комоненты-Digital Primitives-Standard Gates-
-and Gates
4. Комоненты-Digital Primitives-Standard Gates-
-or Gates
5.Анализ - динамический анализ по постоянному току
(Dinamic DC)
Рис. 22. Схема для задания 1.
Задание 2: Синтезировать структурную схему, выполняющую функцию:
. Проверить правильность работы схемы.
Рис. 23. Схема задания 2.
Задание 3: Синтезировать структурную схему, выполняющую функцию:
Содержание отчета
1. Цель работы;
2. Схема электрическая моделируемого устройства, окно настройки параметров генератора, окно настройки параметров моделирования, результаты моделирования в виде графиков.
3. Таблица истинности.
4. Выводы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3.2
«Исследование асинхронных двоичных счетчиков»
Цель работы: Изучение принципов построения и функционирования двоичных счетчиков; исследование быстродействия счетчиков с последовательным и параллельным переносами.
Задание к лабораторной работе
а) исследование счетчика с последовательным переносом
В среде системы схемотехнического моделирования МС9 создать на базе интегральных схем (ИС) триггеров схему 4-разрядного асинхронного счетчика с последовательным переносом. Типы триггеров задаются преподавателем.
Рис. 24. Схема счетчика с последовательным переносом
Чтобы выбрать генератор, дайте команду: Компоненты-Digital Primitives-Stimulus Generators-Stim1
Сигналы генераторов задаются в окне задания параметров команды Source: Local text area (далее расположение на компьютере):
+ +A1S B1 //начальный сигнал
+ label=BYNS //задание метки
+ +A2S B2
+ +A3S B3
+ +A4S goto end C times //возврат к метке
A1 ,A2 ,A3 ,A4 – продолжительность сигнала (S - секунды, NS – наносекунды и т. п.);
B1 , B2 , B3 – величина сигнала;
BYNS – произвольная метка.
С – количество повторений цикла.
Параметры генератора:
U1
.define _1MHzClk
+0ns 0
+label=start
+200n 1
+250n 0
+450n goto start -1 times
U4
.define B
+0NS 0
+50NS 0
+100NS 1
2. Выполнить моделирование схемы в режиме Analysis/ Transient analysis. В окне «Transient analysis limits» задать выводимые временные диаграммы и пределы изменения величин по амплитуде сигналов и времени. Для запуска расчета нажать RUN (Запустить).
На рис.25 в качестве примера приведен результат моделирования для вышеприведенной схемы.
3. По временным диаграммам определить время установления счетчика tуст. Для этого выделить фрагмент диаграммы, и увеличить его. Данный фрагмент показан на рис. 25. На данном рисунке хорошо видно накопление задержки при прохождении сигнала в счетчике от младшего разряда к старшему. Для определения tуст воспользуйтесь режимом курсорных измерений.
Рис. 25 Временные диаграммы работы счетчика
с последовательным переносом
б) исследование счетчика с параллельным переносом.
На базе серии микросхем, указанной преподавателем, создать схему 4-разрядного асинхронного счетчика с параллельным переносом.
На рис. 26 приведен пример построения счетчика с использованием ИС JK-триггеров типа K155TV1.
Рис. 26. Счетчик с параллельным переносом
Параметры генератора:
для U1
.define _1MHzClk
+0ns 0
+label=start
+200n 1
+250n 0
+450n goto start -1 times
для U2
.define B
+0NS 0
+50NS 0
+100NS 1
Далее выполнить п.п.2 и 3 аналогично первому заданию.
Содержание отчета
1. Цель работы;
2. Схемы, окно установки параметров генератора и временные диаграммы;
3. Результаты измерения времени установления счетчиков;
4. Выводы по проделанной работе.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3.3
“Исследование двоично-десятичных счетчиков”
Цель работы: Изучение принципов построения и функционирования двоично-десятичных счетчиков.
Лабораторная работа предназначена для изучения способов построения счетчиков с произвольным модулем счета на примере реализации двоично-десятичных счетчиков.
Данная лабораторная работа предназначена для организации самостоятельной работы студентов. Параметры генераторов и установки анализа переходных процессов выбрать самостоятельно.
Задание к лабораторной работе
а) Двоично-десятичный счетчик на базе ИС K155ИE4
В данном задании исследуется способ построения двоично-десятичного счетчика с принудительным сбросом.
1. Создать схему двоично-десятичного счетчика на базе ИС K155ИE4. Пример построения счетчика показан на рис. 31.
2. Выполнить моделирование работы счетчика и построить временные диаграммы. Пример построения диаграмм показан на рис. 27.
3. Убедиться в правильности функционирования счетчика. В случае неправильной работы откорректировать схему.
Рис. 27. Двоично-десятичный счетчик. Результаты моделирования.
б) Исследование двоично-десятичного реверсивного счетчика.
В данном задании исследуется способ построения реверсивного двоично-десятичного счетчика с принудительным насчетом. Для построения счетчика используется ИС двоичного реверсивного счетчика K155IE7, имеющего входы предустановки.
1. Создать схему двоично-десятичного реверсивного счетчика на основе ИС K155IE7. Пример построения схемы показан на рис. 32.
2. Выполнить моделирование работы счетчика и построить временные диаграммы. Пример построения диаграмм показан на рис. 28.
3. Убедиться в правильности функционирования счетчика. В случае неправильной работы откорректировать схему.
Рис. 28. Схема двоично-десятичного реверсивного счетчика.
Содержание отчета
1. Цель работы;
2. Схема устройства и графики;
3. Анализ результатов;
4. Выводы.
Контрольные вопросы к части 3
лабораторного практикума:
а) Transient (Alt+1) — расчет переходных процессов;
б) AC (Alt+2) — расчет частотных характеристик;
в) DC (Alt+3) — расчет передаточных функций по постоянному току (при вариации постоянной составляющей одного или двух источников сигналов, вариации температуры или параметров моделей компонентов);
г)Dynamic DC (Alt+4) — расчет режима по постоянному току и динамическое отображение на схеме узловых потенциалов, токов ветвей и рассеиваемой мощности;
д)Transfer Function (Alt+5) — расчет малосигнальных передаточных функций в режиме по постоянному току;
е)Sensitivity (Alt+6) — расчет чувствительностей режима по постоянному току.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Разевиг В. Д. Схемотехническое моделирование с помощью MICRO-CAP 7. – М.: Горячая линия-Телеком, 2003. – 368с.
2. Кардашев Г.А. Цифровая электроника нам персональном компьютере. Electronics Work bench и Micro-Cap. – М.: Горячая линия-Телеком, 2003. – 311с.
3. Разевиг В. Д. Система схемотехнического моделирования MICRO-CAP V. – М.: СОЛОН, 1997. – 373с.
4. Скаржепа В.А., Луценко А.Н. Электроника и микросхемотехника / Под общ. ред. А.А.Краснопрошиной. К.: Выща шк., 1989. – Ч.1. – 432 с.
5. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. – М.: Высш.
шк., 1991.–622 с.
6. http://www.spectrum-soft.com
дополнить
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ | 3 | ||
Часть 1 | Изучение интерфейса и возможностей программы Micro - Cap . Теоретические сведения | 8 | |
1.1. | Интерфейс программы Micro-Cap | 8 | |
1.2. | Основные возможности программы Micro-Cap | 16 | |
1.2.1. | Расчет передаточных функций по постоянному току (DC) | 19 | |
1.2.2. | Расчет режима по постоянному току (Dynamic DC —Alt+4) | 25 | |
1.2.3. | Анализ по переменному току на малом сигнале (AC — Alt+2) | 25 | |
1.2.4. | Меню режимов расчета частотных характеристик АС | 34 | |
1.2.5. | Анализ переходных процессов (TRANSIENT — Alt+1) | 37 | |
Часть 2.1 | ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТЕЙШИХ СХЕМ В ПРОГРАММЕ Micro - Cap | 46 | |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1.1 «Измерение параметров биполярных транзисторов» | 46 | ||
ЛАБОРАТОРАЯ РАБОТА №1.2 «Исследование пeредаточных характеристик двойного Т-образного моста» | 49 | ||
Часть2.2 | Исследование характеристик аналоговых устройств | 56 | |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2.1 «Исследование основных схем включения операционных усилителей» | 56 | ||
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2.2 «Исследование характеристик генератора с мостом Вина» | 60 | ||
Часть 3 | МОДЕЛИРОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ | 64 | |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3.1 «Синтез комбинационных узлов с использованием базовых логических элементов» | 67 | ||
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3.2 «Исследование асинхронных двоичных счетчиков» | 71 | ||
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3.3 «Исследование двоично-десятичных счетчиков» | 78 | ||
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ | 85 |
Учебно-методическое издание
Копысов Андрей Николаевич
Зайцева Елена Михайловна
Дата: 2019-04-23, просмотров: 284.