Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
(технический университет)
Кафедра автоматизации производственных процессов
Лабораторная работа № 8
«Исследование логических интегральных микросхем»
Санкт-Петербург
2002
Цель работы
1. Исследование универсальных логических элементов «И-НЕ».
2. Ознакомление с конструкцией и электрической схемой интегральных микросхем типа К155ЛА3(К133ЛА3).
3. Составление из универсальных логических ИМС схемы для реализации различных логических функций.
Описание лабораторной установки
Рис 1. Схема включения ЛЭ К155ЛА3 (а) и схема подачи питания
Исследование ЛЭ производится на специальном макете. Схема включения ЛЭ К155Ла3 и цепи его питания изображены на лицевой панели макета и приведены на рис. 1а, б.
Микросхема К155ЛА3 (она находится в левой части макета) имеет четыре одинаковых функционально независимых элемента типа «2И-НЕ», объединенных общим питанием клеммы +Eпит и –Eпит (рис. 1а).
Макет напитывается от источника питания УИП-2 напряжением Eпит = 5 В, подаваемым на клеммы «+» и «-» Eпит вспомогательной цепи (рис. 1), находящейся в правой части макета. Подача питания на микросхему (рис.1а) осуществляется от клемм m’ и m’’ вспомогательной цепи (рис. 1 б) соединительными проводами.
Внимание! В течение всей работы цепь питания не менять!
Контроль входного и выходного напряжений ИМС при снятии передаточной характеристики, а также определения состояния схемы («0» или «1») в соответствующих точках производится с помощью двух универсальных вольтметров, например В7-17, на пределе измерения (на шкале) +10 В.
Все переключения в схеме при исследовании ИМС производить при выключенном питании (тумблер К на рис. 2).
Программа работы
1. Снять передаточную характеристику Uвых = f(Uвх)одного из элементов. Для этого выбрать один из элементов (например, первый), соединить между собой его входы X1 и X2 и подать на них сигнал от потенциометра R вспомогательной цепи.
К клеммам «Uвх» и «^» вспомогательной цепи присоединить вольтметр V1.
К клеммам Y1 микросхемы и «1» вспомогательной цепи присоединить вольтметр V2. Принципиальная схема установки показана на рис. 2.
Рис. 2. Принципиальная схема установки
Входное напряжение Uвхизменять потенциометром R от 0 до 5В через 0,5 В. результаты измерений записать в таблицу 1.
Таблица 1
|
Uвх |
0 |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
3.5 |
4.0 |
4.5 |
5.0 |
|
Uвых |
|
2. Построить график передаточной характеристики Uвых = f(Uвх) и по ней определить уровень напряжения (2-5) В, принимаемый в дальнейшем за логическую «1» и уровень (0-1) В – за логический «0»
3. Реализовать логическую НЕ, используя один из ЛЭ. Схема исследования представлена на рис. 3.
Рис. 3. Схема реализации «НЕ»
Входы X1 и X2 соединить, на них поочередно подавать входные сигналы с клемм «1» и «0», вспомогательной цепи. Выходные сигналы регистрировать с учетом п. 2. Результаты занести в таблицу 2.
Таблица 2
|
X1=X2 |
Y1 |
Uвых, В |
|
0 1 |
4. Реализовать логическую операцию И. Для этого собрать схему из двух элементов по рис. 3.
Рис. 4. Схема реализации логической операции «И»
Вольтметр, регистрирующий входные сигналы, соединить с клеммами «Y2» и «^». Входные сигналы «0» и «1» от вспомогательной цепи подавать на входы X1 и X2 в соответствие с таблицей 3.
Таблица 3
|
X1 |
X2 |
Y1 |
Y2 |
Uвых, В |
|
0 |
0 |
|||
|
1 |
0 |
|||
|
0 |
1 |
|||
|
1 |
1 |
5. Реализовать логическую операцию ИЛИ. Для этого собрать схему из трех элементов по рис. 5, клемму X1 соединить с клеммой X2, клемму X3 – с X4. Вольтметр подключить к клеммам Y3 и ^. Вольтметр подключать к клеммам Y3 и ^. Сигналы «0» и «1» подавать от вспомогательной цепи в соответствие с таблицей 4.
Рис. 3. Схема реализации «НЕ»
Таблица 3
|
A |
B |
Y3 |
Uвых, В |
|
0 |
0 |
||
|
1 |
0 |
||
|
0 |
1 |
||
|
1 |
1 |
6. Реализовать логическую операцию 2ИЛИ-НЕ или 4И-НЕ. Для этого составить схему из четырех элементов и собрать её. Собранную схему зарисовать, нарисовать и заполнить таблицу истинности. Измерить с помощью вольтметра напряжения на выходе и занести их в таблицу истинности.
1. Принципиальная электрическая схема базового элемента.
2. Передаточная характеристика инвертора.
3. Схемы для реализации логических операций в соответствие с п. 3-6, уравнения логических функций, таблицы истинности.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
