Insrukcja do ćwiczenia laboraoryjnego Badanie przerzuników Opracował: mgr inż. Andrzej Biedka Wymagania, znajomość zagadnień: 1. 2. Właściwości, ablice sanów, paramery sayczne przerzuników RS, D, T, JK. Przekszałcanie przerzuników. Lieraura: 1. 2. 3. 4. 5. Pieńkos J., Turczyński J. - Układy scalone TTL w sysemach cyfrowych, WKiŁ, Warszawa 1986. Kalisz J. - Podsawy elekroniki cyfrowej, WKiŁ, Warszawa 2009. Horowiz P., Hill W. - Szuka elekroniki cz.ii, WKiŁ, Warszawa 1996. Maeriały z wykładu. Kary kaalogowe producenów układów scalonych badanych w ćwiczeniu. 1
1 Przerzuniki asynchroniczne 1.1. Badanie przerzunika asynchronicznego RS. Korzysając z kary kaalogowej badanego elemenu połączyć na plaformie ELVIS II układ pomiarowy według schemau z rysunku 1. Na schemacie należy oznaczyć numery wyprowadzeń (pinów) układu scalonego. DIO n DIO m Rys. 1. Schema ideowy układu badania przerzunika RS. Wejścia przerzunika DIO n, DIO m będą serowane sygnałami wywarzanymi przy pomocy narzędzia programowego Digial Wrier plaformy ELVIS II. Okno panelu serującego przedsawione jes na rysunku 2. Suwaki w polu Manual Paern odpowiadają za san logiczny linii DIO x, kórych wyjścia są dosępne w gniazdach prawej górnej liswy sygnałowej plaformy. Dodakowo wysoki san logiczny linii sygnalizowany jes jasnozielonym kolorem odpowiedniego punku pola Line Saes. a) b) Rys. 2. a) - Widok okna narzędzia programowego Digial Wrier plaformy ELVIS II. b) widok prawej, górnej liswy sygnałowej z gniazdami DIO n 2
Sany logiczne wyjść obserwowane są przy pomocy wskaźników LED, kórych wejścia są dosępne w gniazdach 35 42 prawej, dolnej liswy sygnałowej plaformy. Rys. 3. Widok prawej, dolnej liswy sygnałowej plaformy z gniazdami wejściowymi wskaźników LED. W połączonym układzie należy podawać sygnały wejściowe i rejesrować sany wyjść przerzunika. Przerzunik asynchroniczny RS zbudowany z bramek NAND wyzwalany jes niskim poziomem sygnału wejściowego. UWAGA! Zmiana sanów sygnałów wejściowych R i S nie może nasępować w ym samym punkcie czasowym. Badanie należy zilusrować przebiegami czasowymi według wzorca z rysunku 4. R S Rys. 4. Przykładowe przebiegi czasowe przerzunika RS. Powyższy rysunek należy uzupełnić o różne kombinacje sygnałów wejściowych. 2. Badanie przerzuników synchronicznych. 2.1. Badanie przerzunika D. Korzysając z kary kaalogowej badanego elemenu zaprojekować i połączyć na plaformie ELVIS II układ obserwacji przebiegów czasowych przerzunika D. Na schemacie należy oznaczyć numery wyprowadzeń (pinów) układu scalonego. W projekowanym układzie pominąć wejścia asynchroniczne:!pre i!clr dla układu SN7474 rodziny TTL, akywne poziomem Low SET i RESET dla układu CD4013 rodziny CMOS, akywne poziomem High 3
W połączonym układzie zarejesrować przebiegi czasowe sygnałów wyjściowych i! w odpowiedzi na sygnały wejściowe D i. Na podsawie zarejesrowanych przebiegów uworzyć ablicę sanów przerzunika D. 2.2. Badanie dwójki liczącej wykonanej z przerzunika D. Zaprojekować i połączyć na plaformie ELVIS II układ obserwacji przebiegów czasowych dwójki liczącej wykonanej z przerzunika D. Na schemacie należy oznaczyć numery wyprowadzeń (pinów) układu scalonego. W projekowanym układzie pominąć wejścia asynchroniczne jak w punkcie 2.1. W połączonym układzie zarejesrować przebiegi czasowe sygnałów wyjściowych i! w odpowiedzi na sygnał wejściowy. 2.2. Badanie przerzunika JK. Korzysając z kary kaalogowej badanego elemenu zaprojekować i połączyć na plaformie ELVIS II układ obserwacji przebiegów czasowych przerzunika JK. Na schemacie należy oznaczyć numery wyprowadzeń (pinów) układu scalonego. W projekowanym układzie pominąć wejścia asynchroniczne:!pre i!clr dla układu SN7472 rodziny TTL, akywne poziomem Low SET i RESET dla układu CD4013 rodziny CMOS, akywne poziomem High W połączonym układzie zarejesrować przebiegi czasowe sygnałów wyjściowych i! w odpowiedzi na sygnały wejściowe J, K i. Na podsawie zarejesrowanych przebiegów uworzyć ablicę sanów przerzunika JK. 2.3. Przekszałcanie przerzunika JK w dwójkę liczącą. Połączyć na plaformie ELVIS II układ obserwacji przebiegów czasowych dwójki liczącej wykonanej z przerzunika JK, według schemau z rysunku 5. Na schemacie należy oznaczyć numery wyprowadzeń (pinów) układu scalonego. W projekowanym układzie pominąć wejścia asynchroniczne jak w punkcie 2.2. W połączonym układzie zarejesrować przebiegi czasowe sygnałów wyjściowych i! w odpowiedzi na sygnał wejściowy. Hi DIO n J Hi K! Rys. 5. Schema ideowy układu badania dwójki liczącej wykonanej z przerzunika JK. 2.4. Przekszałcanie przerzunika JK w przerzunik T. Połączyć na plaformie ELVIS II układ obserwacji przebiegów czasowych dwójki liczącej wykonanej z przerzunika JK, według schemau z rysunku 6. Na schemacie należy oznaczyć numery wyprowadzeń (pinów) układu scalonego. W projekowanym układzie pominąć wejścia asynchroniczne jak w punkcie 2.2. 4
W połączonym układzie zarejesrować przebiegi czasowe sygnałów wyjściowych i! w odpowiedzi na sygnał wejściowy T i. DIO n (T) J DIO m K! Rys. 6. Schema ideowy układu badania przerzunika T wykonanego z przerzunika JK. 2.5. Przekszałcanie przerzunika JK w przerzunik D. Połączyć na plaformie ELVIS II układ obserwacji przebiegów czasowych dwójki liczącej wykonanej z przerzunika JK, według schemau z rysunku 7. Na schemacie należy oznaczyć numery wyprowadzeń (pinów) układu scalonego. W projekowanym układzie pominąć wejścia asynchroniczne jak w punkcie 2.2. Hi DIO n (D) J DIO m K! Rys. 7. Schema ideowy układu badania przerzunika D wykonanego z przerzunika JK. W połączonym układzie zarejesrować przebiegi czasowe sygnałów wyjściowych i! w odpowiedzi na sygnał wejściowy D i. 3. Paramery dynamiczne. 3.1 Pomiar czasu propagacji oraz czasu narasania i opadania impulsu wyjściowego przerzunika D. Połączyć układ pomiaru czasu propagacji przerzunika według schemau z rysunku 8. Oscyloskop DUT Ch1 SYNC (Gn. L34) D Ch2! Rys. 8. Schema ideowy układu pomiarowego paramerów dynamicznych przerzunika. 5
W układzie pomiarowym przeprowadzić pomiary dla przerzunika D w układzie dwójki liczącej: - zmierzyć czasy propagacji dla zbocza narasającego i opadającego na wyjściu badanego przerzunika. zmierzyć czasy narasania i opadania zbocza impulsu wyjściowego Źródłem sygnału serującego badaną bramkę jes przebieg prosokąny dosępny w gnieździe SYNC plaformy ELVIS II, kórego częsoliwość jes równa nasawionej w panelu narzędzia Funcion Generaor, przy wybranym sinusoidalnym kszałcie przebiegu, naomias ampliuda jes zgodna ze sandardem rodziny TTL. Rys. 9. Widok okna narzędzia programowego Funcion Generaor plaformy ELVIS II. Zarejesrować z ekranu oscyloskopu kszał uzyskanych przebiegów z zaznaczeniem kryeriów pomiaru badanych paramerów. 4. Wnioski. Opracować uzyskane wyniki. Sprawozdanie powinno zawierać rysowane ręcznie schemay układów pomiarowych, zarejesrowane przebiegi czasowe, oscylogramy, ocenę poprawności pracy badanych układów oraz porównanie uzyskanych wyników danymi kaalogowymi. 6