Лаб раб 11. Циф.устр (Лабораторные работы по электротехнике), страница 2

В большинстве электронных устройств необходимо отображать показания счетчика в десятичной форме счисления. Для этих целей создаются двоично – десятичные счетчики. Их особенностью является счет до 10 с последующим сбросом. Построение такого счетчика возможно на базе 4 – х разрядного двоичного счетчика с исключением избыточных состояний. Для этого в схему счетчика вводят дополнительные связи (см. рис. 10 пунктир) . Состояния разрядов двоично – десятичного счетчика приведены в
табл. 7.

Рис.11

Таблица 7.

До девятого импульса счет идет как у двоичного счетчика. Десятый импульс через дополнительные связи обеспечивает нулевое “0” исходное состояние всех разрядов счетчиков.

3. Краткое описание применяемого стенда.

На передней панели лабораторного стенда имеется кнопочный разъем, в который вставляются сменные панели: панель 1 – логические элементы И – НЕ, ИЛИ – НЕ; панель 2 – логические элементы И, ИЛИ, НЕ; панель 3 – R – S триггер; панель 4 – J – K и D – триггеры; панель 5 – четырехразрядный двоично – десятичный счетчик; панель 6 – двоичный четырехразрядный счетчик; панель 7 – двоично – десятичный счетчик на микросхеме KI55IT2. Исследуемые схемы сменных плат выполнены на базе микросхем 155 серии: KI55ЛАЗ, К155ТВ1, KI55TM2, KI55ИЕ2.

В левой части лабораторного стенда размещены источники входных напряжений и импульсов: потенциометр плавно изменяющегося входного сигнала с выходными гнездами , переключатели и выходные гнезда «уровень логический» входного напряжения, соответствующего логическим уровням “0” и “1” микросхем серии 155, выходные гнезда «импульс одиночный» различной полярности, выходные гнезда «генератор импульсный» с частотой входных импульсов 1, 10, 100 Гц и 1, 10, 100 кГц.

В правой части стенда размещены: счетчик импульсов, служащий для подсчета числа импульсов с исследуемых схем, имеющий переключатель «счет – уст. 0» и гнездо для подачи исследуемых сигналов, гнезда «нагрузка» и земля « », тумблер «СЕТЬ» и лампочка индикации включения стенда.

В верхней центральной части стенда размещены вольтметры входного и выходного напряжений исследуемых схем, лампочки индикации номера исследуемой платы. В нижней центральной части размещены переключатели «логика», «триггеры» и «счетчик» номера исследуемой платы. Гнезда «вход» и «выход» для снятия и подачи сигналов на исследуемую схему.

4. Изложение методики выполнения лабораторной работы.

4.1. Ознакомиться с описанием лабораторного стенда.

4.2. Установить потенциометр “ ” и переключатели «логика», «триггеры» и «счетчики» в крайне е левое положение. Включить тумблер «СЕТЬ».

4.3. Исследовать логический элемент И – НЕ.

4.3.1. Установить плату 1 в разъем передней панели стенда и укрепить ее двумя винтами (должна гореть лампочка индикации 1).

4.3.2. Переключатель «логика» поставить в положение 1, соединить между собой входные гнезда 1 и 2 схемы.

4.3.3. Подать сигнал на гнезда входа 1 и 2, а сигнал с гнезда 1 выход на гнездо входа вольтметра “ ”.

4.3.4. Снять передаточную характеристику логического элемента И – НЕ, изменяя величину входного напряжения потенциометром “ ”. Результаты занести в таблицу 1 отчета.

4.3.5. Разъединить входы 1 и 2 элемента И – НЕ, подать на них сигналы с гнезд «логический уровень».

4.3.6. Тумблерами «уровень логический» задать различные значения входных сигналов “0” и ”1”, регистрируя логическое состояние элемента с помощью вольтметра “ ”. По результатам измерений составить таблицу истинности элемента И – НЕ
(таблица 2 отчета).

Отсоединить провода и вернуть переключатели, тумблера и потенциометр “ ” в исходное положение.

4.4. Исследовать асинхронный R – S триггер, выполненный на логических элементах И – НЕ.

4.4.1. Установить плату 3 R – S триггера в разъем передней панели стенда и укрепить ее винтами (должна гореть лампочка индикации 3). Переключатель «триггеры» установитьт в положение 3.

4.4.2. Подать сигнал с гнезд «уровень логический» на R и S входы триггера (гнезда входа 2 и 4), а с гнезда выход 2 на вольтметр “ ”.

4.4.3. Тумблерами «уровень логический» задать различные значения сигналов “0” и “1” на R и S входы триггера. По результатам измерений составить таблицу 3 истинности состояний R – S триггера, (комбинация R = S = 0 является запрещенной).

4.5. Исследовать двоичный четырехразрядный счетчик, выполненный на микросхеме типа KI55TM2.

4.5.1. Установить плату 6 двоичного счетчика на передней панели стенда. Переключатель «счетчик» установить в положение 6 (должна гореть лампочка индикации 6).

4.5.2. Соединить вход R двоичного счетчика (гнездо 5) с одним из гнезд «уровень логический» - «1», выход двоичного счетчика (гнездо 1) с вольтметром “ ” . Подать сигнал «импульс» на счетный вход С двоичного счетчика (гнездо 3) и на вход «счетчик импульсов» десятичного счетчика стенда. Установить “0” исследуемого двоичного счетчика (тумблер «уровень логический», последовательно установить в положения “1” “0” “1”) и – “0” счетчика стенда (переключатель тумблер «счетчик импульсов» последовательно в положения “уст. 0” “счет”).

4.5.3. Произвести исследование двоичного счетчика: последовательно нажимая кнопку «импульс одиночный», измерять после каждого нажатия кнопки напряжение каждого разряда счетчика (гнезда выходов 1, 2, 3 и 4). Составить таблицу 4 состояний двоичного счетчика.

4.6. Исследовать двоично – десятичный четырехразрядный счетчик, выполненный на микросхеме типа KI55TBI.

4.6.1. Установить плату 5 двоично – десятичного счетчика в разъем на передней панели стенда. Переключатель «счетчик» установить в положение 5 (должна гореть лампочка индикации 5).

4.6.2. Повторить пункты 4.5.2.и 4.5.3. и заполнить таблицу 5 состояний двоично – десятичного счетчика.

Отсоединить провода, выключить стенд и измерительные приборы.

5. Порядок оформления отчета.

5.1. По данным таблицы 1 построить передаточную характеристику элемента “И - НЕ” рис. 1 в отчете.

5.2. По формуле определить максимальное число импульсов, считаемое четырехразрядным двоичным счетчиком.

6. Контрольные вопросы.

– на примере ТТЛ логики объяснить принцип работы элемента И – НЕ;

– что такое асинхронный R – S – триггер и его схема на элементах И – НЕ ;

– чем отличаются по принципу функционирования R – S – триггер, D – тригггер и Т – триггер;

– в чем проявляется многофункциональность J – K – триггерра;

– для чего применяется двоичный счетчик? Его таблица истинности;

– назначение двоично – десятичного счетчика, его таблица истинности;

– что такое разряд счетчика.

Список рекомендуемой литературы.

1. Герасимов В.Г. и др. Основы промышленной электроники. –М.: Высшая школа, 2000г.

2. Забродин Ю.С. Промышленная электроника. –М.: Высшая школа, 1982.

11