Д., Т., У., TV, сплит-система - "Император;doc

Практическая работа № 2
"Логические основы цифровой техники"
1. Цель работы:
1.2 Закрепить принципы построения элементарных логических функций в
базисе "И", "ИЛИ", "НЕ" ;
1.3 Изучить принципы моделирования логических схем в среде разработки
Multisim.
2. Литература:
2.1 Конспект лекций;
2.2 Б.А. Калабеков - Цифровые устройства и микропроцессорные системы.
3. Подготовка к работе:
3.1. Ответить на контрольные вопросы:
3.1.1 Что такое транзисторно - транзисторная логика?
3.1.2 Что такое диодно - транзисторная логика?
3.1.3 Что такое эмиттерно - связанная логика?
3.1.4 Что такое интегрально - инжекционная логика?
3.1.5 Какие логические элементы можно реализовать на основе этих логик?
3.1.6 Что такое базис?
3.1.7 Напишите формулы и таблицы истинности для логических элементов
И, ИЛИ, НЕ.
3.1.8 Представить в базисе "И", "ИЛИ", "НЕ" операции: И-НЕ (функция
Шеффера); Операция ИЛИ-НЕ (функция Вебба); Операция Сумма по модулю два;
Операция логическая равнозначность;
Операция Импликация. Напишите
формулы и таблицы истинности.
3.1.9 Подробно опишите принцип работы ключа на биполярном
транзисторе, приведите схемы.
Задание 5
5.1 Исследовать работу логического элемента "ИЛИ", рассмотреть его
реализацию на полупроводниковых элементах - диодах.
a)
Современные
логические
компоненты
реализуются
на
полупроводниковых прибора (диодах, транзисторах). Соберите логическую схему
диодного элемента, представленную на рис.1.
Внимание: При сборе схемы обратите внимание на то, что рабочее
напряжение диода и лампочки должны соответствовать напряжению в схеме.
Параметр рабочего напряжения элементов можно выбрать в свойствах элемента в
закладке "Value"
Рис. 1 - логическая схема диодного элемента "ИЛИ"
b) Переключая ключи 1 и 2 составьте таблицу истинности для текущей
схемы (горящая лампочка соответствует лог. 1, не горящая - лог. 0). Занести
смоделированную схему в отчет.
5.2 Исследовать схему логического элемента "ИЛИ" на дискретном
компоненте.
a) Соберите схему, представленную на Рис. 2. Логические компоненты
Multisim находятся во вкладке "Place Misc Digital"
Рис. 2 - Схема для исследования логического элемента "ИЛИ".
b) Составить таблицу истинности элемента. Занесите смоделированную
схему в отчет.
5.3 Исследовать работу логического элемента "НЕ" при потенциальной
форме представления логических величин. Рассмотреть его реализацию на
полупроводниковом элементе - транзисторе.
a) Соберите схему, представленную на рис. 3.
Примечание: Так как форма представления логических величин
потенциальная (низкий уровень входного сигнала - лог. 0, высокий - лог. 1) то для
большей ясности следует воспользоваться осциллографом, точка А подключается
ко входу цепи, точка Б - к выходу. Это позволит сравнить сигналы.
Рис. 3 - схема исследования логического элемента "НЕ" на транзисторе.
b) Перенесите схему и осциллограмму сигналов на входе и выходе схемы в
отчет.
Ответьте на вопросы:
 Как в данной схеме увеличить частоту срабатывания ключа (увеличить
скорость моргания лампочки X1)?;
 При каком потенциале приложенного сигнала (положительном или
отрицательном) срабатывает пробник (лампочка X1)?
 Какой сигнал на экране осциллографа является входным, а какой
выходным? Почему?
 Опишите назначение каждого элемента приведенной схемы.
 Составьте таблицу истинности схемы, сделайте вывод, выполняет ли эта
схема операцию инверсии?
5.4 Исследуйте элементы "НЕ", " И", выполненные на дискретном
компоненте по методике, описанной в пункте 5.2 (аналогично исследованиям
элемента "ИЛИ")
a) По результатам выполнения пункта перенести в отчет схемы для
исследования логических элементов и таблицы истинности.
5.5 Выразите операцию запрета через функции "И", "ИЛИ", "НЕ".
Формула для выражения операции запрета может выглядеть в следующем виде:
X1X 2  X1  X 2 . Таким образом схема будет состоять из последовательного
соединенных элементов: инверсия и конъюнкция. Схема должна будет выглядеть
так, как показано на рис. 4.
a) Соберите схему для исследования операции запрета
Рис. 4 - Схема операции запрета, выраженной в базисе "И", "ИЛИ", "НЕ";
b) Составьте таблицу истинности для построенного комбинационного
устройства.
5.6 Пользуясь примерами, выполненными в пункте 3 домашних заданий,
постройте в базисе "И", "ИЛИ", "НЕ" следующие элементарные логические
функции:
a) Операция И-НЕ (функция Шеффера);
b) Операция ИЛИ-НЕ (функция Вебба);
c) Операция Сумма по модулю два;
d) Операция логическая равнозначность;
e) Операция Импликация.
По результатам выполнения пункта 5.6 в отчете необходимо привести
собранные схемы, таблицы истинности.
6. Содержание отчета:
6.1 Титульный лист;
6.2 Цель работы;
6.3 Результаты выполнения задания 3;
6.4 Все собранные в работе схемы, таблицы истинности схем, выводы по каждой
схеме отдельно;
6.5 Общий вывод по работе.
7. Контрольное задание:
Написать реферат на тему: "Реализация логических элементов на
полупроводниковых устройствах"
Реферат должен включать:
7.1 Титульный лист
7.2 Содержание
7.3 Введение
Во введении необходимо описать основные параметры логических элементов.
Применение логических элементов в вычислительной технике.
7.4 Транзисторно-транзисторная логика, диодно - транзисторная логика,
резисторно - транзисторная логика.
7.5 В соответствии с вариантом в таблице № 1 (выбирается по последнему номеру
студенческого билета), описать реализацию приведенной схемы, ее принцип
работы и применение.
Таблица № 1 - Индивидуальное задание к реферату
№
Вар.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Тема раздела в индивидуальном задании
Диодный элемент ИЛИ (сборка)
Диодный элемент И (схема совпадения)
Логический элемент транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ)
Логический элемент эмиттерно-связанной логики
Логические элементы на МОП-транзисторах
Логические элементы интегральной инжекционной логики
Логические элементы диодно-транзисторной логики
Логические элементы резисторно-транзисторной логики
Интегральные микросхемы
Логический элемент НЕ (инвертор)
7.6 Заключение
7.7 Список литературы
Правила оформления работы:
1. Шрифт - Times New Roman, кегль - 14, интервал - 1,2;
2. Все листы кроме титульного и содержания должны быть пронумерованы;
3. Чертежи, рисунки и графики должны иметь корректный (для схем в
соответствии с ЕСКД), читаемый вид. Обозначения на всех рисунках должны
быть выполнены в едином стиле во всей работе.