Исследование логических элементов и импульсных схем

Лабораторная работа №8

Исследование логических элементов и импульсных схем

1. Цель работы: изучить принцип работы логических элементов, выполняющих различные логические операции, триггеров и счётчиков ( 4 часа ).

2. Содержание работы

На лабораторном стенде ЭС21 позволяет провести следующие исследования логических элементов и импульсных схем:

2.1. Снять передаточную характеристику базового логического элемента И-НЕ.

2.2. Провести выполнение логических операций И-НЕ, ИЛИ-НЕ, И, НЕ, ИЛИ.

2.3. Исследовать RS-триггер, выполненный на логических элементах И-НЕ.

2.4. Исследовать двоично-десятичный четырёхразрядный счётчик, выполненный на ИМС типа К155ТВ1.

3. Техническое описание стенда логических элементов и импульсных схем ЭС21

3.1. Назначение стенда ЭС21

Стенд логических элементов и импульсных схем ЭС21 используют при проведении лабораторных работ по курсу "Электронные устройства автоматики" в качестве лабораторного оборудования.

На стенде изучают принцип работы логических элементов, триггеров и счётчиков.

 С3.2. Технические характеристики стенда ЭС21

На стенде ЭС21 исследуют:

-  принцип действия элементов, выполняющих логические функции И, НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ, И-НЕ;

-  принцип действия триггеров;

-  принцип действия четырёхразрядных счётчиков;

Для этого используют следующие схемы:

1)  схема 1, выполняющая логические функции И-НЕ, ИЛИ-НЕ;

2)  схема 2, выполняющая логические функции И, НЕ, ИЛИ;

3)  схема 3 RS-триггера;

4)  схема 4 УК- и Д-триггеров;

5)  схема 5 четырёхразрядного двоично-десятичного счётчика на триггерах УК-типа;

6)  схема 6 четырёхразрядного двоичного счётчика на триггерах Д-типа;

7)  схема 7 двоично-десятичного счётчика на ИМС.

Исследуемые схемы выполнены на ИМС типа 155 А3, К155ТВ1, К155ТМ2, К155ИЕ2.

3.2. Конструкция стенда ЭС21

Конструкция стенда выполнена в виде настольного переносного прибора.

Для удобства работы все органы управления, регулирования и коммутации объединены на лицевой панели в функциональные группы и снабжены соответствующими надписями (рис. 8.1).

Функционально стенд состоит из исследуемых (перечислены в п.3.2) и вспомогательных схем, в состав которых входят:

-  источник постоянного регулируемого напряжения, предназначенный для получения плавно регулируемого напряжения в пределах от 0 до +3 В (группа "U_ВХ");

-  генератор последовательности прямоугольных импульсов с частотами 1, 10, 100 Гц; 1, 10, 100 кГц (группа "ГЕНЕРАТОР  ИМПУЛЬСОВ");

-  схема для формирования уровней логической "1" и логического "0" (группа "УРОВЕНЬ ЛОГИЧЕСКИЙ");

-  генератор одиночных импульсов, предназначенный для формирования коротких одиночных импульсов положительной и отрицательной полярности (группа "ИМПУЛЬС ОДИНОЧНЫЙ");

-  устройство коммутации (группа "ВХОД" и "ВЫХОД");

-  счётчик и цифровой индикатор (группа "СЧЁТЧИК ИМПУЛЬСОВ");

-  нагрузка (группа "НАГРУЗКА");

-  измерительные приборы ("U_ВХ" и "U_ВЫХ").

На передней панели прибора (рис. 8.1) расположены следующие органы управления и гнёзда:

-  измерительный прибор "U_ВХ", предназначенный для измерения входного напряжения;

-  измерительный прибор "U_ВЫХ", предназначенный для измерения выходного напряжения;

-  ручка "U_ВХ", предназначенная для установки напряжения U_ВХ;

-  тумблеры "УРОВЕНЬ ЛОГИЧЕСКИЙ", которые служат для выбора логических уровней (логического "0" или логической "1");

-  кнопка "ИМПУЛЬС ОДИНОЧНЫЙ", при нажатии которой происходит формирование коротких одиночных импульсов;

-  переключатель "ЛОГИКА", предназначенный для коммутации цепей исследуемых логических элементов в соответствии с установленной накладной платой;

-  переключатель "ТРИГГЕРЫ", предназначенный для коммутации цепей исследуемых триггеров в соответствии с установленной накладной платой;

-  тумблер "СЧЁТ-УСТ 0", с помощью которого осуществляется выбор режима работы цифрового индикатора "СЧЁТЧИК ИМПУЛЬСОВ";

-  тумблер "СЕТЬ", предназначенный для включения напряжения сети;

-  лампы индикации 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, предназначенные для индикации номера накладной платы при установке её на переднюю панель;

-  светодиоды индикации логического уровня (светодиоды сигнализируют о наличии логической "1");

-  светодиоды индикации положительного уровня одиночного импульса;

-  сигнальная лампа "СЕТЬ", которая служит для сигнализации о включении стенда;

-  гнёзда "U_ВХ", с которых снимается постоянное регулируемое напряжение для исследуемых схем;

-  гнёзда "УРОВЕНЬ ЛОГИЧЕСКИЙ", с которых снимаются сигналы логических уровней "1" и "0" для исследуемых схем;

-  гнёзда "ИМПУЛЬС ОДНОЧНЫЙ", "", "", с которых снимаются сигналы для исследуемых схем;

-  гнёзда "ГЕНЕРАТОР ИМПУЬСОВ" кГц 100, 10, 1, Гц 100, 10, 1, с которых снимаются последовательности прямоугольных импульсов для исследуемых схем;

-  гнёзда 1, 2, 3, 4, 5, "ВХОД", предназначенные для подключения к ним входных цепей исследуемых схем;