Выполнение работы с ЛП5: при отключенном блоке питания (тумблер «Сеть» - вниз) подключить один из белых проводов к ножке 7, а красный провод – ножке 14, зеленый провод подключить к выходу микросхемы, например, 1. Если индикатор горит, то на зеленом проводе высоко, если не горит, то низко. Не подключенный вход микросхемы («висит в воздухе») имеет высокий уровень сигнала. Чтобы дать низко, нужно подключить белый провод, который соединен с землей и – 5 В блока питания. Подавая различные уровни сигнала на входы микросхемы экспериментально заполнить таблицу истинности, показанную выше.
Далее исследуется работа микросхемы сравнения СП1. Ее условное графическое обозначение приведено на рис. 15.
Питание: +5 В на 16, общий на 8.
Рисунок 16. Схема сравнения СП1.
На вход данной схемы подается 2 сравниваемых 4-разрядных двоичных числа: А и В. Четыре разряда двоичного числа называют «тетрадой». На выходах этой схемы получается 3 логических сигнала: С высоко, только если A<B; D высоко, только если А=В; Е высоко, только если A>B. Если нужно сравнивать двоичные числа с числом разрядов более 4, но не более 8, то можно использовать соединенные между собой 2 схемы СП1 и т. д. При соединении нескольких СП1 входы c, d,e старшей схемы СП1 соединяются соответственно с выходами C, D,E младшей СП1. На младшую СП1 подаются младшие разряды двух сравниваемых чисел, а на старшую СП1 – старшие разряды сравниваемых чисел. Результат сравнения в этом случае получается на выходах C, D,E старшей СП1, а на входы c, d,e младшей СП1 нужно подать низко, хотя она правильно работает и при подаче на все эти входы высокого уровня.
Выполнение работы с СП1: при отключенном блоке питания (тумблер «Сеть» - вниз) подключить один из белых проводов к ножке 8, а красный провод – ножке 16, зеленый провод подключить к выходу микросхемы 6 (А=В). После включения питания индикатор должен загореться, так как все 4 входа А и В не подключены и на них одинаковые числа 1111. На ножках 7 и 5 должно быть низко. Если коснуться белым проводом одного из входов А, то станет высоко только на выходе 7 (A<B), так как 0 станет в одном из разрядов числа А, и оно окажется меньше, чем В, И наоборот, если коснуться белым проводом одного из входов В, то станет высоко на выходе 5 (A>B).
Чтобы проверить работу входов c, d,e, нужно оставить все входы А и В высокими (А=В), это можно представить как работу старшей СП1 при равенстве старших разрядов. Тогда результат сравнения определяется младшими разрядами, при этом младшая СП1 определяет уровни на входах c, d,e, только один из них может быть высоким, остальные 2 должны быть низкими. Соответственно при высоком только на ножке 2 будет высоко на ножке 7. При высоком на ножке 3 будет высоко только на ножке 6. При высоком на ножке 4 будет высоко только на ножке 5.
Содержание отчета: Условное графическое обозначение одной из 4-х ячеек микросхемы ЛП5, таблица истинности ЛП5, условное графическое обозначение двух соединенных микросхем СП1 с регистрами двух сравниваемых байтов А и В.
Рисунок 17. Регистры двух сравниваемых байтов.
Контрольные вопросы:
1. Почему схему ЛП5 можно назвать схемой несовпадения?
2. Почему операцию XOR называют «Исключающее ИЛИ» ?
3. Как ЛП5 превратить в схему совпадения?
4. Как связана разрядность сравниваемых двоичных чисел с количеством необходимых для этого микросхем СП1 ?
5. Каждый байт состоит из двух тетрад, старшей и младшей. Для ускорения сравнения с каких тетрад нужно начинать, с младших или старших?
Лабораторная работа № 8
Демультиплексор
Исследуется работа микросхемы демультиплексора ИД4, представляющей собой два демультиплексора на 4 выхода. Путем простого соединения некоторых входов этой схемы ее можно превратить в демультиплексор на 8 выходов. Основной принцип работы демультиплексора рассмотрен в лабораторной работе № 5 на рис. 11. Кроме того, в лабораторной работе № 6 рассматривался дешифратор, который можно считать частным случаем демультиплексора с постоянным низким информационным входом. Как и у дешифратора, у демультиплексора имеются управляющие входы, которые задают номер выходной линии, на которую передаются входные данные, иначе говоря, выход, к которому подключается информационный вход. Выходы двух демультиплексоров ИД4 обозначены буквами D и Е, общие управляющие входы, которые задают номер выходной линии, обозначены буквами А и В. Информационный вход верхнего демультиплексора обозначен S1, информационный вход нижнего демультиплексора обозначен S2. Управляющий вход D = высоко разрешает работу верхнего демультиплексора, при этом
Питание: +5 В на 16, общий на 8.
Рисунок 18. Демультиплексор ИД4.
S1 передается на один из выходов D в зависимости от значения А и В. Если D = низко, то на всех выходах верхнего демультиплексора высоко. Аналогично действует низкий вход Е, разрешая передачу S2 на один из выходов Е в зависимости от А и В. Если Е=высоко, то все выходы демультиплексора Е0-Е3 высокие. Таким образом, для превращения ИД4 в один демультиплексор на 8 выходов нужно:
1. соединить вместе входы S1, S2 и получить один информационный вход S,
2. соединить вместе входы D, E и получить старший разряд номера выходной линии.
Выполнение работы: при отключенном блоке питания (тумблер «Сеть» - вниз) подключить один из белых проводов к ножке 8, а красный провод – ножке 16, желтый провод подключить ко входу микросхемы S1 (2). Нажимая на кнопку, обнаружить, на какой из выходов D проходит сигнал. Подавая на входы А и В низко (белый провод подключен) и высоко (белый провод отключен), составить таблицу наблюдений.
То же самое проделать с нижним демультиплексором. Получить из ИД4 демультиплексор на 8 выходов и проверить его работу.
Содержание отчета: Условное графическое обозначение демультиплексора ИД4, таблица наблюдений, схема демультиплексора на 8 выходов, полученная из ИД4.
Контрольные вопросы:
1. Назначение демультиплексора.
2. Алгоритм работы демультиплексора.
3. Зависимость, связывающая число выходов демультиплексора с числом входов, задающим номер выхода.
Лабораторная работа № 9
Сумматор
Исследуется работа микросхемы ИМ2, представляющей собой 2-х разрядный полный сумматор двух чисел: А и В. Это означает, что имеется два двухразрядных слагаемых. Данный сумматор реализует алгоритм сложения в столбик и позволяет строить многоразрядные сумматоры путем последовательного соединения нескольких микросхем ИМ2. На рис. 19 приведено условное графическое обозначение микросхемы ИМ2.
ИМ2
Питание: +5 В на 4, общий на 11.
Рисунок 19. Двухразрядный полный сумматор ИМ2.
На входы А и В подаются младший и старший разряды обоих слагаемых, на вход Сn - перенос из младших разрядов, то есть с этим входом соединен выход Сn+1 предыдущей микросхемы ИМ2. Выходы ∑ дают два разряда суммы, а выход Сn+1 – перенос в старшие разряды. Этот выход соединен со входом Сn последующей микросхемы ИМ2.
Выполнение работы: при отключенном блоке питания (тумблер «Сеть» - вниз) подключить один из белых проводов к ножке 11, а красный провод – ножке 4, обратите внимание на несколько необычные номера ножек питания. Заполнить таблицу наблюдений, подавая на входы нужные сигналы: «низко» путем прикосновения белым или желтым проводом и «высоко» путем отключения какого-либо провода от входа. Касайтесь одновременно соседних ножек А0, В0 и А1, В1, поместив провод между ними, если необходимо. Сигнал на выходе определяется зеленым проводом: если индикатор горит, то на выходе «высоко», если не горит, то «низко».
Таблица наблюдений
Поскольку число всех возможных входных значений равно 32, а строк в таблице для заполнения 8 (это сделано для ускорения работы), то выбирайте сами одну из возможных входных комбинаций для получения нужного выхода. При этом целесообразно пользоваться правилом сложения двух двоичных чисел в столбик.
Контрольные вопросы:
1. Что представляет собой переполнение сумматора и к какой ошибке оно может привести?
2.Как соединяются микросхемы ИМ2 при увеличении разрядности суммируемых чисел?
3.Почему увеличивается время суммирования при увеличении разрядности суммируемых чисел?
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
