МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение
ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ»
Кафедра «Радиоэлектронные и телекоммуникационные системы»
Логический элемент «И-НЕ» (ТТЛ)
Исследование комбинационных логических схем
Лабораторная работа № 1
Ф.И.О.
Преподаватель Маевская Е. А.
Студент Емельянов А. Ю.
Группа р 35071
Екатеринбург 2007
Цель работы
Ознакомиться с аппаратурой, входящей в лабораторную установку, изучить лабораторный стенд и его возможности. Определить среднее время запаздывания схемы «И-НЕ». Экспериментально исследовать комбинационные логические схемы (КЛС). Оценить быстродействие КЛС.
Схема для определения среднего времени запаздывания (4 элемента И-НЕ):
|
|
|
|
|
Половина периода сигнала на выходе счетчика:
Схема с 6-ю элементами И-НЕ:
|
Половина периода сигнала на выходе счетчика:
Среднее время запаздывания одного элемента:
2. Формирование наборов двоичных переменных
|
|
|
|
3. Исследование схемы «исключающее ИЛИ»
|
|
Для генерации входных сигналов использован двоичный счетчик.
Таблица истинности:
x0 |
x1 |
y |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
Для оценки быстродействия схемы собран рециркуляционный генератор – выход схемы соединен с одним из входов.
Половина периода колебаний на выходе генератора:
Т/2 = 0,575 мкс
Среднее время переключения:
τперекл ср = (Т/2)/20 = 29 нс
4. Исследование логики работы дешифратора.
Схема дешифратора 2 х 4:
Для генерации входных сигналов использован двоичный счетчик.
Таблица истинности:
x0 |
x1 |
y0 |
y1 |
y2 |
y3 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
Выходные функции дешифратора:
y0 = x1 x0 y1 = x1 x0 y2 = x1 x0 y3 = x1 x0
5. Исследование логики работы шифратора.
Схема шифратора на четыре входа:
Логические функции для формирования разрядов двоичного кода:
а0 = х1 х3 а1 = х2 х3
Таблица истинности:
х3 |
х2 |
х1 |
х0 |
а1 |
а0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
6. Исследование логики работы мультиплексора
|
|
|
|
Таблица истинности мультиплексора в режиме переключателя каналов:
z1 |
z0 |
y |
0 |
0 |
x0 |
0 |
1 |
x1 |
1 |
0 |
x2 |
1 |
1 |
x3 |
Мультиплексор в режиме универсального логического модуля.
Реализация на мультиплексоре логической функции y = x0 + x1 + x2
Расширяем алфавит настроечных сигналов:
{1, 0, x0, x0}
Таблица истинности для мультиплексора, реализующего логическую функцию y = x0 + x1 + x2
х2 |
х1 |
у(х0) |
аi |
0 |
0 |
х0 |
а0 = х0 |
0 |
1 |
1 |
а1 = 1 |
1 |
0 |
1 |
а2 = 1 |
1 |
1 |
1 |
а3 = 1 |
|
Реализация на мультиплексоре мажоритарной функции трех переменных y = x0 х1 + x1 х2 + x2 х3
Расширяем алфавит настроечных сигналов:
{1, 0, x0, x0}
Таблица истинности для мультиплексора, реализующего логическую функцию y = x0 х1 + x1 х2 + x2 х3
х2 |
х1 |
у(х0) |
аi |
0 |
0 |
0 |
а0 = 0 |
0 |
1 |
х0 |
а1 = х0 |
1 |
0 |
х0 |
а2 = х0 |
1 |
1 |
1 |
а3 = 1 |
Схема включения мультиплексора, реализующего логическую функцию y = x0 х1 + x1 х2 + x2 х3
|
|
|
|
Выводы по работе
В ходе проведения лабораторной работы были исследованы логический элемент «И-НЕ» и комбинационные логические схемы.
Было определено среднее время запаздывания элемента «И-НЕ», для чего были измерены половины периодов сигналов на выходе рециркуляционных генераторов на трех элементах и на пяти элементах.
Был собран и исследован двоичный счетчик для формирования наборов двоичных переменных и проверена его работа.
Собрана и исследована схема «исключающее ИЛИ», определена ее таблица истинности с помощью двоичного счетчика и оценено быстродействие схемы. При x1 = 0 схема ведет себя по отношению к х0 как повторитель, а при х1 =1 – как инвертор.
Собран и исследован дешифратор 2 х 4, с помощью двоичного счетчика получена его таблица истинности и выходные функции.
Проведено исследование логики работы дешифратора на четыре входа. Построены его таблицы истинности.
Была исследована логика работы мультиплексора как переключателя каналов, получена его таблица истинности, а также как универсального логического модуля, для чего на мультиплексоре были реализованы логические функции y = x0 + x1 + x2 и y = x0 х1 + x1 х2 + x2 х3. При работе мультиплексора в режиме УЛМ назначение его входов меняется: адресные входы становятся информационными, а те, что были информационными, становятся настроечными. Для настройки мультиплексора был расширен алфавит настроечных сигналов – одна из информационных переменных перенесена в число настроечных.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.