Задание на проведение эксперимента.

Домашнее задание.

1. Продумать методику исследования КЛС.

2. Составить таблицы истинности для изученных функций. Представить эти функции аналитически в совершенной дизъюнктивной нормальной форме (СНДФ). Минимизировать логические функции.

3. Записать аналитическое выражение минимизированных функций в дизъюнктивной нормальной форме, а затем в виде, удобном для реализации на элементах " И-НЕ".

4. Изобразить в тетради для отчета все схемы, необходимые для выполнения эксперимента, сделать шаблоны таблиц.

Задание на проведение эксперимента.

1. Формирование наборов двоичных переменных.

Собрать двоичный счетчик по схеме рис.1 на микросхеме 74HC109 (U1). Проверить работу собранной схемы. Выводы и подключены к “1” (в неактивном состоянии), а на выводы и подаются сигналы, которые способствуют переключению триггера на каждый приход тактового импульса. Сигнал DO0 формируется из NI ELVIS.

Рис.1. Формирование наборов двоичных переменных

2. Исследование схемы " исключающее ИЛИ".

Собрать схему суммирования по модулю 2 двух переменных (" исключающее ИЛИ") на микросхеме 74HC00 (U1) (рис.2). Для генерации входных сигналов используйте двоичный счетчик (рис.1), при этом с каждого триггера снимается прямое и инверсное значение соответствующей переменной х.Обратите внимание на то, что при х₁ = 0схема ведет себя по отношению к х₀ как повторитель, а при х₁ = 1 - как инвертор. Составьте таблицу истинности. Оценить быстродействие схемы (среднее время переключения). Для этого соберите рециркуляционный генератор, соединив выход схемы с одним из входов, и замерьте половину периода колебаний на выходе генератора.

Рис.2. Сумма по модулю двух элементов

(исключающее ИЛИ)

3. Исследование логики работы дешифратора.

Собрать схему дешифратора 2x4 (рис.3) на микросхеме 74HC00 (U1). В качестве инвертора сигналов использовать микросхему 74HC04 (U2). Для генерации входных сигналов схемы используйте двоичный счетчик (рис.1). Составить таблицу истинности. Записать выходные функции дешифратора.

Рис.3. Дешифратор

4. Исследование логики работы шифратора.

Собрать схему шифратора на четыре входа на микросхеме 74HC00 (U1) (рис.4). Логические функции для формирования разрядов двоичного кода имеют вид: , . Сигналы возбуждения входов шифратора подавайте с выводов DO0÷ DO3 NI ELVIS. Проверить соответствие номера возбужденного входа двоичному коду, формируемому на выходе шифратора.

Рис. 4. Шифратор

5. Исследование логики работы мультиплексора

Собрать схему мультиплексора 4→ 1 (рис.5) на трех микросхемах 74HC20 (U1, 2, 3) и одной 74HC04 (U4). Проверить работу мультиплексора как переключателя каналов. Адресные переменные формируются двоичным счетчиком. Информационные переменные задаются с помощью выводов DO0÷ DO3 NI ELVIS. Исследовать работу мультиплексора в качестве универсального логического модуля, для чего реализовать на мультиплексоре логические функции: у=х₀+х₁+х₂и мажоритарную функцию трех переменных у=х₀x₁+x₁x₂+х₀х₂.

Рис.5. Мультиплексор 4→ 1

Требования к отчету. Отчет должен содержать схемы исследуемых устройств, таблицы истинности, аналитические выражения функций, результаты измерений быстродействия схем и выводы по работе.

Контрольные вопросы.

1. Перечислить основные технические характеристики цифровых логических элементов.

2. Что такое логическая функция? Какие способы ее задания вы знаете?

3. Перечислите основные логические операции и их свойства.

4. Что такое совершенная нормальная дизъюнктивная форма (СНДФ) представления функции?

5. Покажите универсальный характер операции " И-НЕ".

6. Покажите универсальный характер операции " ИЛИ-НЕ".

7. Как осуществляется минимизация логических функций? Что такое карты Карно?

8. Что такое операция " исключающее ИЛИ", как ее реализовать на элементах " И-НЕ"?

9. Как строятся схемы дешифраторов и шифраторов? Чем отличается приоритетный шифратор от двоичного?

10. Как использовать мультиплексор в качестве универсального логического модуля?

Лабораторная работа № 2. Исследование последовательностных логических схем