13368

Дослідження логічних елементів (ЛЕ)

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Лабораторна робота №3 1.Тема: Дослідження логічних елементів ЛЕ 2.Мета роботи: 1.Вивчити будову і принцип роботи безконтактних логічних елементів на інтегральних мікросхемах. 2.Навчитись розпізнавати основні логічні функції на базових логічних елементах АБО І...

Украинкский

2013-05-11

3.86 MB

16 чел.

Лабораторна робота №3

1.Тема:  Дослідження логічних елементів (ЛЕ)

2.Мета роботи:

1.Вивчити будову і принцип роботи безконтактних логічних елементів на інтегральних мікросхемах.

2.Навчитись розпізнавати основні логічні функції на базових логічних елементах (АБО, І, НІ).

3. Дослідити на лабораторній установці алгоритми роботи ЛЕ

 3. Теоретичні відомості.

Мікропроцесор - це універсальна велика інтегральна схема (ВІС) з підвище-ною ступінню інтеграції та складності, логіка роботи якої визначається не тільки внутрішними зв’язками, а і командним керуванням, що подається зовні.

Мікропроцесор є центральною частиною любої ЕОМ або МПС.

Будь який мікропроцесор є синтезом ( набором) логічних елементів

Робота  МП можлива тільки при наявності джерел живлення та щонайменше двох типів приладів: запам’ятовуючих та вводу-виводу даних.

Зв’язок МП з пам’яттю та пристроями вводу-виводу здійснюється по шинах (система провідників, передаючих сигнали між МП і зовнішніми пристроями).

Вироблення та прийом цих сигналів здійснюється спеціальними схемами, що мають назву інтерфейс.

Елемент, що здійснює певну логічну залежність між вхідними і вихідними величинами, називається логічним елементом. Для аналізу, синтезу логічних елементів використовують методи математичної логіки, яка базується на булевій алгебрі.  В  алгебрі логіки  розглядають залежність типу:

         Y = F( X1,X2,…Xn)  де X1,X2,…Xn  аргументи   та Y – функція  можуть приймати тільки два значення “ 1 “  та  “ 0 “.

Практичне використання таких функцій є формальним описом логіки цифрових пристроїв.  За законами алгебри логіки функція будь якої кількості змінних може бути представлена за допомогою функції тільки двох змінних. Такий прийом має назву суперпозиція.  

Найбільше розповсюдження мають такі логічні функції як інверсія ( або логічне заперечення), кон’юнкція (або логічне множення),  диз’юнкція (або логічне додавання). Ці функції практично реалізуються такими логічними елементами, як "НІ", "І" та "АБО".  Умовне позначення цих елементів а також їх реалізація на релейних схемах наводяться в таблиці 1.

За допомогою основних логічних функцій можливо визначити будь яку логічну функцію. Для опису законів функціонування комбінаційних електронних схем в цифрових пристроях використовують математичний апарат двійкових функцій. Змінні х1, х2, ...хn і функція від них f(х1, х2, ...хn) називаються двійковими (або булевими), якщо вони можуть приймати тільки два значення: 0 і 1. Символ "0" відповідає низькому рівню - відсутність сигналу. Символ "1" відповідає високому (максимальному) рівню - сигнал є.

                                      Таблиця 1

Люба булева функція може бути задана таблицею її істиності в залежності від значень аргументів.

Умовні графічні позначення (УГП) та принципові схеми найпростіших логічних елементів "АБО", "І", "НІ" представлені на фотографії лабораторного стенда (рис.1).

2. Виконання роботи.

Вхідна величина Х1;Х2 - приймає значення логічного "0" і "1" і задається тумблерами Х1; Х2, розміщеними внизу пристрою з індикацією ламп.

Вихідна величина Y визначається шляхом вимірювання вихідного сигналу елемента за допомогою вольтметра.

Для вимірювання логічного 0, 1 використовується логічний індикатор, а для вимірювання їх потенціалів – вольтметр (рис.1).

Рис.1. Лабораторний стенд для дослідження

логічних елементів

1. Дослідження схем - АБО; І; НІ (Рис. 2, 3, 4)

а) на входи подати всі можливі комбінації значень Х1 та Х2 згідно логіки (0, 1), приведеної в таблицях, і виміряти логічним індикатором значення вихідного сигналу Y.

б) аналогічно заміряти потенціали Х1; Х2; Y вольтметром і записати в таку ж таблицю.

2. Дослідження схеми – АБО-НІ; І-НІ (Рис. 5, 6).

Зібрати схему рис. 5, таким чином. Вихідні контакти схеми (Рис. 2) з'єднати зі входом схеми (Рис. 4). Виміряти вихідний сигнал для всіх можливих комбінацій вхідних сигналів

3.Таблиці математичної логіки, потенціал Y і всі досліджувані схеми привести в звіті.

Рис. 4

            Рис. 5

Х1

Х2

Y

0

0

1

0

0

1

1

1

       Рис. 6

   3. Вміст  звіту.                                                  

тему,  мету ;

таблицю  з  результатами  досліджень;

висновки.

4. Контрольні  запитання.

1.Визначити формули алгебри логіки (Дж. Буля), що описують схеми дискретного керування, зображені на рисунках 7 і 8.

2. Дайте означення логічної функції.

3. Визначити кількість можливих комбінацій 2-х, 3-х. 4-х і т.д. сигналів.

Рис. 7

                              Рис. 8

              Література

1.Бочаров С.Ю. Мікропроцесорна техніка ( посібник) - Рівне: НУВГП, 2006, 164 с.

2. Якименко Ю.І., Терещенко Г.О. та інш. , за ред..Терещенко Г.О.; Мікропроцесорна техніка: Підручник, 2-ге вид, переробл. та доповн.-К.:ІВЦ «Видавництва«Політехніка», 2004,-440с.


Схема І

Рис.. 3

Схема АБО

Рис2.

Х1

Х2

Y

0

0

1

0

0

1

1

1

Х1

Х2

Y

0

0

1

0

0

1

1

1

Схема НІ

Х

Y

0

1

Схема АБО-НІ

Х1

Х2

Y

0

0

1

0

0

1

1

1

Схема І-НІ


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19083. Принципы сканирующей зондовой микроскопии. Сканирующий туннельный микроскоп. Атомно-силовой микроскоп 440 KB
  ТЕМА 1213 Принципы сканирующей зондовой микроскопии. Сканирующий туннельный микроскоп Атомносиловой микроскоп Сравнительная характеристика различных методов микроскопического исследования поверхности твердых тел Мет...
19084. Электронная микроскопия 465 KB
  Лекция 14. Электронная микроскопия ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП прибор который позволяет получать сильно увеличенное изображение объектов используя для их освещения электроны. Электронный микроскоп ЭМ дает возможность видеть детали слишком мелкие чтобы их мог разреш...
19085. Нанотрубки и родственные структуры 309.5 KB
  Лекция 15. Нанотрубки и родственные структуры. Историческая справка Первооткрыватели Углеродные наноструктуры: фуллерены нанотрубки графен 1985 г. Открытие фуллеренов С60 Авторы: H.W.Kroto J.R.Heath S.C.O'Brien R.F.Curl R.E.Smalley Организации: Rice Quantum Inst. and Departments of Chemistry and Electrical...
19086. Применения наноструктур 2.59 MB
  Лекция 16. Применения наноструктур. Настоящая лекция посвящена рассмотрению конкретных примеров применении различных наноструктур. СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИЕ НАНОТРУБКИ В ТЕЛИВИЗОРАХ И ДИСПЛЕЯХ. Углеродным нанотрубкам уже найдено немало применений в том числе в качестве эл...
19087. Общая постановка задачи дискретизации 155 KB
  Лекция № 1. Введение. Общая постановка задачи дискретизации. Цели и задачи курса: данный курс предназначен для освоения базовых понятий теории дискретных сигналов и основных принципов построения систем цифровой обработки сигналов. Курс знакомит с теоретическими о
19088. Выбор частоты дискретизации с помощью функций отсчетов 187.5 KB
  Лекция № 2. Выбор частоты дискретизации с помощью функций отсчетов. Теорема Котельникова: произвольный сигнал непрерывный спектр которого не содержит частот выше может быть полностью восстановлен если известны отсчетные значения этого сигнала взятые через равн
19089. Выбор шага дискретизации с использованием интерполирующих полиномов Лагранжа 181 KB
  Лекция № 3. Выбор шага дискретизации с использованием интерполирующих полиномов Лагранжа. При дискретизации реального сигнала описываемого непрерывной функцией имеющей ограниченную производную в качестве аппроксимирующей воспроизводящей функции может ис
19090. Выбор шага дискретизации с использованием экстраполирующих многочленов Тейлора 227 KB
  Лекция № 4. Выбор шага дискретизации с использованием экстраполирующих многочленов Тейлора. Экстраполирующий многочлен Тейлора описывающий исходную функцию определяется выражением: 4.1 где соответственно первая вторая и производные непрерывной ...
19091. Работа со cписками и Базы данных в Excel 336.71 KB
  Excel располагает набором функций, предназначенных для анализа списка. Одной из наиболее часто решаемых с помощью электронных таблиц является обработка списков. Вследствие этого Microsoft Excel имеет богатый набор средств, которые позволяют значительно у простить обработку таких данных. Ниже приведено несколько советов по работе со списками.