Министерство образования и науки Российской федерации
государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения»
ОТЧЕТ
ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
|
Бакшеева Ю.В. |
||||
|
должность, уч. степень, звание |
подпись, дата |
инициалы, фамилия |
|
ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №1 |
|
Элементарные логические функции |
по курсу: Цифровые устройства и микропроцессоры |
РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ
|
СТУДЕНТ ГР. |
2946 |
Левин В.Ю. |
|||
|
подпись, дата |
инициалы, фамилия |
Санкт-Петербург 2011
1. Описание лабораторной установки
В данной лабораторной работе используются следующие элементы и инструменты из программы Electronic Workbench:
- панель источников питания (Sources):
”Ground” (земля)
“+Vcc Voltage Source” (источник напряжения)
“Clock” (генератор тактовых сигналов)
- панель пассивных элементов (Basic):
“Resistor” (проволочное сопротивление)
“Switch” (переключатель)
- панель логических элементов (Logic Gates)
- панель индикаторов (Indicators):
“Red Probe” (пробник логического уровня)
- панель инструментов (Instruments):
“Functional Generator” (генератор)
“Oscilloscope” (осциллограф)
1.1 Описание осциллографа
Программа Electronics Workbench имитирует аналог двухлучевого запоминающего осциллографа.
Для работы с осциллографом следует открыть панель инструментов (Instruments). Нажать левой кнопкой мыши и поместить прибор в рабочее поле. На рабочем поле появится уменьшенное изображение осциллографа. На этом изображении имеется четыре входных зажима:
- верхний правый зажим ¾ общий;
- нижний правый зажим ¾ вход синхронизации;
- левый и правый нижние зажимы представляют собой соответственно вход канала А (Channel A) и вход канала В (Channel В).
Двойным щелчком мыши по уменьшенному изображению открывается изображение передней панели осциллографа.
Для проведения измерений осциллограф нужно настроить:
- задать вид отображения сигналов. Нажать кнопку Y/T: по вертикальной оси откладывается напряжение, по горизонтальной оси ¾ время.
- установить нужный масштаб развёртки по времени (горизонтальная развертка) - на панели управления горизонтальной разверткой (масштабом времени) (Time base);
- установить нужный масштаб оси отображаемого напряжения. На поле А (Channel A) задать 5В/дел (V/div), на поле В (Channel В) задать 2В/дел (V/div);
- установить режим работы по входу для каждого канала. Кнопка АС - режим работы осциллографа с закрытым входом, кнопка DC - осциллограф переходит в режим с открытым входом.
- установить режим синхронизации: на панели Trigger нажать кнопку автоматический режим (Auto) - запуск осциллограммы производится автоматически при подключении осциллографа к схеме или при её включении.
2. Выполнение работы
2.1. Элементарные логические функции и логические элементы. Таблица истинности.
Для получения таблицы истинности собираем схему исследования логического элемента «3И», представленная на рисунке 1.
Рисунок 1 – Схема исследования логического элемента «3И».
Таблица истинности представлена в таблице 1.
Таблица 1.
|
X1 |
X2 |
X3 |
Y |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
2.2 Измерение времени задержки. Влияние нагрузки на быстродействие элементов ТТЛ и КМОП.
Время задержки (tpd) исследуется для 2-х типов микросхем: для КМОП-микросхемы и для ТТЛ-микросхемы в двух режимах – без нагрузки и с нагрузкой.
Собираем схемы для режима без нагрузки, рисунки 2 и 3, и для режима с нагрузкой, рисунки 4 и 5.
Рисунок 2 – Схема исследования КМОП-микросхемы без нагрузки.
Рисунок 3 – Схема исследования ТТЛ-микросхемы без нагрузки.
Рисунок 4 – Схема исследования КМОП-микросхемы с нагрузкой.
Рисунок 5 – Схема исследования ТТЛ-микросхемы с нагрузкой.
Измерение tPHL и tPLH для КМОП-микросхемы и ТТЛ-микросхемы представлены на рисунках 6, 7 и 8, 9 соответственно без нагрузки и 10,11 и 12, 13 с нагрузкой.
tPHL – время задержки при переходе выходного сигнала с высокого уровня на низкий.
tPLH - время задержки при переходе выходного сигнала с низкого уровня на высокий.
Рисунок 6 - Измерение tPHL для КМОП-микросхемы без нагрузки.
Рисунок 7 - Измерение tPLH для КМОП-микросхемы без нагрузки.
Рисунок 8 - Измерение tPHL для ТТЛ-микросхемы без нагрузки.
Рисунок 9 - Измерение tPLH для ТТЛ-микросхемы без нагрузки.
Рисунок 10 - Измерение tPHL для КМОП-микросхемы с нагрузкой.
Рисунок 11 - Измерение tPLH для КМОП-микросхемы с нагрузкой.
Рисунок 12 - Измерение tPHL для ТТЛ-микросхемы с нагрузкой.
Рисунок 13 - Измерение tPLH для ТТЛ-микросхемы с нагрузкой.
Таблица 2.
|
ИС |
Модель |
tpd, нс |
tpdнагр, нс |
UILпор, В |
UILmax, В |
UIHпор, В |
UIHmin, В |
DUIL, В |
DUIH, В |
|
ТТЛ |
LS |
7.6 |
7.4 |
0.6 |
2.4 |
||||
|
КМОП |
HC |
37 |
37.4 |
-------- |
--------- |
--------- |
---------- |
---------- |
---------- |
Рассчитать среднее времени задержки по формуле:
tpd = (tPHL + tPLH)/2
Результаты записать в таблицу 2.
2.3 Измерение пороговых уровней входных сигналов напряжения, соответ-ствующих логической «1» и «0» (VIH ,VIL). Расчет помехоустойчивости.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.