Реализация логических функций на логических элементах (Краткие сведения из теории для лабораторной работы № 2)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

РЕАЛИЗАЦИЯ ЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ НА

ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТАХ

Краткие теоретические сведения

Логические элементы составляют основу вычислительной техники. В работе используются интегральные схемы 3-х типов. Для индикации выходного сигнала используется светодиод, выключенное состояние которого соответствует логическому «0», а включенное логической «1». Важно помнить, что со светодиодом нельзя работать без включенного последовательно с ним резистора, играющего роль ограничителя тока, сопротивление которого, для тех случаев, когда напряжение питания не превышает 5В, может составлять 330Ом.

На рисунке 19 представлена внутренняя структура и расположение выводов 3-х интегральных схем, которые понадобятся при выполнении следующих упражнений. При подключении интегральных схем к источнику питания необходимо внимательно следить за соблюдением полярности: отрицательный полюс источника соединить с выводом 7, положительный - с выводом 14.

В результате выполнения данной работы необходимо освоить следующие вопросы:

1 различать символы, принятые для обозначения схем цифровой логики, таких как И, ИЛИ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ и инверторы;

2 применять распространённые логические вентили на интегральных схемах для реализации логических функций типа И, ИЛИ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ и инверсии, которые заданы своими таблицами истинности;

3 проектировать комбинационные вентили схемы, реализующие логические функции нескольких типов, которые заданы в стандартном виде;

4 понимать и иметь возможность реализовать функцию ИЛИ на вентилях И-НЕ и функцию И на вентилях ИЛИ-НЕ.

Практические задания

Необходимые элементы: четыре вентиля И-НЕ (ИС 7400); четыре вентиля ИЛИ-НЕ (ИС 7402); шесть инверторов (ИС 7404); светодиод; резистор 330 Ом; источник питания (напряжением 5 В).

1.  Соберите схему представленную на рисунке 20, с использованием одного вентиля из ИС 7400. Проверьте, чтобы положительный полюс источника питания  был подсоединён к выводу 14, а отрицательный к выводу 7. Используя проводники от источника питания, подавайте в точки А и В сигналы в соответствии с таблицей истинности, приведённой на рисунке 21, имея ввиду, что положительный потенциал представляет логическую 1, а отрицательный – логический 0. включённое состояние светодиода будет означать наличие на выходе С схемы логической 1, выключенное – логического 0.

а) Заполните столбец С на рисунке 21 нулями или единицами в соответствии с результатами работы с вентилями.

б) Напишите корректное логическое выражение для таблицы истинности на рисунке 3.     С=_________________

в) Как называется эта операция?

2.  Не разбирая предыдущую схему, соберите новую, как показано на рисунке 22.

а) Заполните таблицу истинности на рисунке 23 подавая сигналы с различными логическими уровнями на выходы и фиксируя уровни сигнала в точках С и D. б) Напишите логическое выражение для таблицы истинности на рисунке 23. (С=…; D=…;)

в) Как называется функция в точке D?

3.  Соберите схемы, показанные на рисунке 24.

а) Заполните таблицы истинности для каждой из предложенных схем.