P.Rz. K.P.E. Laboratorium Elektroniki 2FD 2003/11/06 LICZNIKI CYFROWE

Podobne dokumenty
PRZERZUTNIKI CYFROWE BISTABILNE I MONOSTABILNE

CHARAKTERYSTYKI BRAMEK CYFROWYCH TTL

Zapoznanie się z podstawowymi strukturami liczników asynchronicznych szeregowych modulo N, zliczających w przód i w tył oraz zasadą ich działania.

Układy sekwencyjne. Podstawowe informacje o układach cyfrowych i przerzutnikach (rodzaje, sposoby wyzwalania).

U 2 B 1 C 1 =10nF. C 2 =10nF

Badanie układów średniej skali integracji - ćwiczenie Cel ćwiczenia. 2. Wykaz przyrządów i elementów: 3. Przedmiot badań

Cyfrowe Elementy Automatyki. Bramki logiczne, przerzutniki, liczniki, sterowanie wyświetlaczem

LICZNIKI PODZIAŁ I PARAMETRY

dwójkę liczącą Licznikiem Podział liczników:

LABORATORIUM ELEKTRONIKI I TEORII OBWODÓW

Podstawy Techniki Cyfrowej Liczniki scalone

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Rys.1. Układy przełączników tranzystorowych

Układy sekwencyjne. 1. Czas trwania: 6h

Politechnika Wrocławska, Wydział PPT Laboratorium z Elektroniki i Elektrotechniki

TECHNIKA CYFROWA ELEKTRONIKA ANALOGOWA I CYFROWA. Układy czasowe

Projekt z przedmiotu Systemy akwizycji i przesyłania informacji. Temat pracy: Licznik binarny zliczający do 10.

LICZNIKI Liczniki scalone serii 749x

LABORATORIUM PODSTAWY ELEKTRONIKI REJESTRY

Ćwiczenie 27C. Techniki mikroprocesorowe Badania laboratoryjne wybranych układów synchronicznych

Technika Cyfrowa. Badanie pamięci

Ćw. 7: Układy sekwencyjne

Statyczne i dynamiczne badanie przerzutników - ćwiczenie 2

Temat: Projektowanie i badanie liczników synchronicznych i asynchronicznych. Wstęp:

ELEMENTY ELEKTRONICZNE. Układy polaryzacji i stabilizacji punktu pracy tranzystora

TECHNIKA CYFROWA ELEKTRONIKA ANALOGOWA I CYFROWA. Badanie rejestrów

Ćwiczenie D2 Przerzutniki. Wydział Fizyki UW

Układy sekwencyjne. 1. Czas trwania: 6h

INSTYTUT CYBERNETYKI TECHNICZNEJ POLITECHNIKI WROCŁAWSKIEJ ZAKŁAD SZTUCZNEJ INTELIGENCJI I AUTOMATÓW

PRZERZUTNIKI BI- I MONO-STABILNE

LICZNIKI. Liczniki asynchroniczne.

Podstawowe układy cyfrowe

Modulatory PWM CELE ĆWICZEŃ PODSTAWY TEORETYCZNE

Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Elektroniki

Podstawy Elektroniki dla Elektrotechniki. Liczniki synchroniczne na przerzutnikach typu D

1.Wprowadzenie do projektowania układów sekwencyjnych synchronicznych

Wydział Elektryczny. Katedra Automatyki i Elektroniki. Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: TECHNIKA CYFROWA 2 TZ1A

LEKCJA. TEMAT: Funktory logiczne.

Ćw. 9 Przerzutniki. 1. Cel ćwiczenia. 2. Wymagane informacje. 3. Wprowadzenie teoretyczne PODSTAWY ELEKTRONIKI MSIB

WFiIS CEL ĆWICZENIA WSTĘP TEORETYCZNY

Statyczne badanie przerzutników - ćwiczenie 3

Laboratorium Techniki Cyfrowej i Mikroprocesorowej

BADANIE UKŁADÓW CYFROWYCH. CEL: Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości statycznych układów cyfrowych serii TTL. PRZEBIEG ĆWICZENIA

Politechnika Białostocka

f we DZIELNIKI I PODZIELNIKI CZĘSTOTLIWOŚCI Dzielnik częstotliwości: układ dający impuls na wyjściu co P impulsów na wejściu

UKŁADY Z PĘTLĄ SPRZĘŻENIA FAZOWEGO (wkładki DA171A i DA171B) 1. OPIS TECHNICZNY UKŁADÓW BADANYCH

Podstawy elektroniki cyfrowej dla Inżynierii Nanostruktur. Piotr Fita

ćwiczenie 203 Temat: Układy sekwencyjne 1. Cel ćwiczenia

Politechnika Białostocka

Systemy cyfrowe z podstawami elektroniki i miernictwa Wyższa Szkoła Zarządzania i Bankowości w Krakowie Informatyka II rok studia dzienne

UKŁADY CYFROWE. Układ kombinacyjny

LABORATORIUM TECHNIKA CYFROWA BRAMKI. Rev.1.0

Wstęp do Techniki Cyfrowej... Synchroniczne układy sekwencyjne

Krótkie przypomnienie

Układy czasowo-licznikowe w systemach mikroprocesorowych

płytka montażowa z tranzystorami i rezystorami, pokazana na rysunku 1. płytka montażowa do badania przerzutnika astabilnego U CC T 2 masa

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego. Badanie liczników

Przerzutniki. Układy logiczne sekwencyjne odpowiedź zależy od stanu układu przed pobudzeniem

CYFROWE UKŁADY SCALONE STOSOWANE W AUTOMATYCE

LABORATORIUM ELEKTRONIKI. Komputerowa symulacja liczników

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

WYKŁAD 8 Przerzutniki. Przerzutniki są inną niż bramki klasą urządzeń elektroniki cyfrowej. Są najprostszymi układami pamięciowymi.

5/11/2011. Układy CMOS. Bramki logiczne o specjalnych cechach. τ ~ R*C

Elementy struktur cyfrowych. Magistrale, układy iterowane w przestrzeni i w czasie, wprowadzanie i wyprowadzanie danych.

Automatyzacja i robotyzacja procesów produkcyjnych

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

Przetworniki AC i CA

Badanie właściwości multipleksera analogowego

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Cyfrowe układy sekwencyjne. 5 grudnia 2013 Wojciech Kucewicz 2

Elektronika i techniki mikroprocesorowe

PRZERZUTNIKI: 1. Należą do grupy bloków sekwencyjnych, 2. podstawowe układy pamiętające

WZMACNIACZ OPERACYJNY W UKŁADACH LINIOWYCH

Ćwiczenie 29 Temat: Układy koderów i dekoderów. Cel ćwiczenia

Politechnika Białostocka

UKŁADY SEKWENCYJNE Opracował: Andrzej Nowak

Podstawy Elektroniki dla Teleinformatyki. Generator relaksacyjny

Ćw. 1: Systemy zapisu liczb, minimalizacja funkcji logicznych, konwertery kodów, wyświetlacze.

Podstawy elektroniki cz. 2 Wykład 2

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego

Cyfrowe układy scalone

Elementy struktur cyfrowych. Magistrale, układy iterowane w przestrzeni i w czasie, wprowadzanie i wyprowadzanie danych.

AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE. Wydział Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji LABORATORIUM.

LABORATORIUM ELEKTRONIKA I ENERGOELEKTRONIKA BADANIE GENERATORÓW PRZEBIEGÓW PROSTOKĄTNYCH I GENERATORÓW VCO

Projektowanie i badanie liczników synchronicznych i asynchronicznych

1. Poznanie właściwości i zasady działania rejestrów przesuwnych. 2. Poznanie właściwości i zasady działania liczników pierścieniowych.

Przerzutnik ma pewną liczbę wejść i z reguły dwa wyjścia.

UKŁADY POLARYZACJI I STABILIZACJI PUNKTU PRACY

6. SYNTEZA UKŁADÓW SEKWENCYJNYCH

PODSTAWY TEORII UKŁADÓW CYFROWYCH

Ćwiczenie D1 Bramki. Wydział Fizyki UW

Cel. Poznanie zasady działania i budowy liczników zliczających ustaloną liczbę impulsów. Poznanie kodów BCD, 8421 i Rys. 9.1.

UKŁAD SCALONY. Cyfrowe układy można podzielić ze względu na różne kryteria, na przykład sposób przetwarzania informacji, technologię wykonania.

BADANIE PRZERZUTNIKÓW ASTABILNEGO, MONOSTABILNEGO I BISTABILNEGO

Podstawy Elektroniki dla Tele-Informatyki. Tranzystory unipolarne MOS

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Generator relaksacyjny

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Pętla fazowa

Badanie właściwości skramblera samosynchronizującego

10. KLUCZE DWUKIERUNKOWE, MULTIPLEKSERY I DEMULTIPLEKSERY CMOS

Ćw. 7 Przetworniki A/C i C/A

Transkrypt:

P.Rz. K.P.E. Laboratorium Elektroniki 2F 2003/11/06 LIZNIKI YFROWE 1. WSTĘP elem ćwiczenia zilustrowanie zasad pracy wybranych realizacji układowych liczników oraz scalonych programowanych układów liczników. W ćwiczeniu studenci zapoznają się z budową, działaniem oraz właściwościami liczników. adany jest tu licznik binarny złożony z czterech przerzutników JK773, dziesiętny licznik scalony, model licznika binarnego synchronicznego oraz dwa scalone liczniki programowe: binarny i dziesiętny. Trzy pierwsze wspomniane liczniki znajdują się we wkładce N121. Natomiast dwa ostatnie umieszczone są we wkładce 121. 2. OPIS TEHNIZNY NYH UKŁÓW 2.1. Wkładka N121 We wkładce N121 znajdują się trzy niezależne układy badane (Rys. 1): licznik binarny liczący do szesnastu, złożony z czterech przerzutników JK773, scalony dziesiętny licznik 790 z obwodem sprzężenia zwrotnego umożliwiającym programowanie jego pojemności oraz model licznika binarnego synchronicznego o pojemności, złożonego z dwóch przerzutników JK773 i bramek 720. R1 R 2 220 220 R 3 R 220 220 1 1 1 1 1 2 3 J K J K J J K K US 1 773 US 2 773 US 6 773 J K US 5 720 J K US 7 773 zerowanie 1 1 2 2 2 2 2 1 zegar 1 2 US 3 790 R 0 1 R 0 2 R g 1 R g 2 2 1 bin dec wyście output +5V US 720. Rys 1.Schemat ideowy wkładki N121 Wszystkie liczniki są zerowane przyciskiem "" (Rys.3). Zespół przełączników na płycie czołowej umożliwia połączenie czterech wyjść,, i licznika binarnego lub dziesiętnego z gniazdami dc na płycie czołowej, a także podanie jednego, dowolnie wybranego przebiegu,, lub z dowolnego licznika asynchronicznego na gniazdo N. Na płytce znajdują się cztery przełączniki suwakowe umożliwiające programowanie pojemności licznika dziesiętnego oraz cztery diody elektroluminescencyjne, wskazujące charakterystyczne stany licznika synchronicznego. Rozmieszczenie głównych elementów pokazano na Rys. 3. 1

P.Rz. K.P.E. Laboratorium Elektroniki 2F 2003/11/06 N bin dec outputs waveform output 773 773 on off binary counter 1 3 2 dec. counter 773 773 773 nor ipe 790 synchronous counter Rys.3. Płyta czołowa wkładki N121 (po lewej) i rozmieszczenie głównych elementów na płytce drukowanej. 2.2. Wkładka 121 Wkładka 121 zawiera dwa scalone układy programowanych liczników 7193 i 7192. Pierwszy z liczników (US 1 ) jest licznikiem binarnym, drugi (US 2 ) dziesiętnym (Rys. 2). Liczniki połączone są ze sobą kaskadowo i umożliwiają zliczanie impulsów zegarowych podawanych na wejście "" (Rys. ). +5V R 15 1k +5V +5V US - UY 7193 1 US - UY 7192 2 R g R 10 wejœcia inputs 330 1k +5V R 1.. x 220 1.. x YP0 zegar w górê up zliczanie count w dó³ down 9 10 1 15 1 US 1 Zer + - WR 7 6 2 3 11 R 5..8 x 220 5..8 x YP0 5 9..10 x YP0 12 13 R 11..15 x 220 ³adowanie 193 load 193 9 10 1 15 1 Zer US 2 + - WR 7 6 2 3 11 5 ³adowanie 192 load 192 R 16 1k wyjścia outputs Rys.2. Schemat ideowy wkładki 121 Zależnie od położenia przełącznika suwakowego "count" na płytce (Rys. ) impulsy zegarowe wchodzą na wejście + lub - licznika 7192 (US 2 ) umożliwiając zliczanie w przód lub w tył. Wejścia,,, danych programujących liczniki są połączone równolegle. Możliwe jest jednak niezależne zaprogramowanie stanu początkowego liczników za pomocą przycisków "load 192" i "load 193". Oba liczniki są zerowane przyciskiem "". 2

P.Rz. K.P.E. Laboratorium Elektroniki 2F 2003/11/06 iody elektroluminescencyjne umieszczone na płytce wkładki 121 wskazują stany liczników, stany na wejściach danych programujących oraz wystąpienie przeniesienia i pożyczki z licznika 192 podczas zliczania w przód i w tył. Wyjścia licznika 192 wyprowadzono na gniazda w płycie konstrukcyjnej, aby możliwe było dodatkowo kontrolowanie stanów licznika za pomocą wkładki SN9111. 121 inputs outputs 192 load 193 1 2 3 7193 9 10 7193 count 5 6 7 8 11 12 13 1 up down nor ipe Rys.. Płyta czołowa wkładki 121 (po lewej) i rozmieszczenie głównych elementów na płytce drukowanej. 3. WYKZ WKŁEK POMONIZYH o wykonania ćwiczenia potrzebne są następujące wkadki pomocnicze: - generator impulsów zegarowych TTL SN3311 - wskaźnik stanów logicznych SN9111 - generator stanów logicznych TTL SN1222. OPIS TEHNIZNY WKŁEK POMONIZYH.1. Generator stanów logicznych TTL SN1211 (SN1222) Generator stanów logicznych TTL SN1211 służy do niezależnego sterowania dwu wejść dowolnego układu logicznego TTL (generator SN1222 - czterech) statycznym, ręcznie przełączanym Rys.5. Schemat ideowy dwuwyjściowego generatora stanów logicznych TTL SN1211 Rys.6. Płyty czołowe generatorów stanów logicznych TTL SN1211 i SN1222 sygnałem logicznym. Przełączanie wartości tego sygnału dokonuje się przełącznikiem suwakowym, znajdującym się na płycie czołowej, osobno dla każdego wyjścia (Rys.6). 3

P.Rz. K.P.E. Laboratorium Elektroniki 2F 2003/11/06 ane techniczne Napięcie stanu wysokiego typ- 3,3 V Na pięcie stanu niskiego typ. 0,22 V Obciążalność wyjścia 9 Maksymalny pobór prądu z zasilacza +5 V 10 (SN1222-20) m.2. Generator impulsów zegarowych TTL SN3311 Generator impulsów zegarowych TTL SN3311 jest uniwersalnym laboratoryjnym źródłem impulsów zegarowych do synchronicznych układów cyfrowych TTL. Generator ten może generować impulsy zegarowe pojedyncze, inicjowane przez ręczne wciskanie klawisza "" (Rys. 8) lub pracować samobieżnie z częstotliwością rzędu kiloherców (pozycja "auto" przełącznika rodzaju pracy). la umożliwienia obserwacji na ekranie oscyloskopu pracy układów cyfrowych w czasie wielokrotnie większym od okresu impulsów zegarowych, generator SN3311 został wyposażony w układ licznikowy, zmniejszający szesnastokrotnie częstotliwość impulsów wyzwalających. Rys.7. Schemat ideowy generatora impulsów zegarowych TTL SN3311 Rys. 8. Płyta czołowa generatora impulsów zegarowych TTL SN3311 ane techniczne Parametry przebiegu wyjściowego standard TTL Obciążalność wyjścia 30 mplituda impulsów wyzwalających > 2 V Maksymalny pobór prądu z zasilacza +5 V 70 m Opis schematu ideowego i zasady działania układu: Generator impulsów zegarowych TTL SN3311 (Rys.8) składa się z przerzutnika bistabilnego RS bramki (1 i 2), generującego impulsy wyzwalane ręcznie, przerzutnika bistabilnego (5-, 6, 7), generującego impulsy przy pracy samobieżnej, bramki kluczującej 3 licznika binarnego modulo 16 (US3) oraz wzmacniacza wyjściowego () i wzmacniacza kształtującego impulsy wyzwalające (8). Układ przerzutnika 1, 2 eliminuje ewentualne drgania zestyków przełącznika "" i standaryzuje impulsy zegarowe wyzwalane ręcznie. Impulsy te mogą przedostać się na wyjście tylko wtedy, gdy wejście sterujące bramki 3 nie jest uziemione przełącznikiem "auto", który jednocześnie

P.Rz. K.P.E. Laboratorium Elektroniki 2F 2003/11/06 wyłącza w tym przypadku przerzutnik astabilny 5, 6, 7, wymuszając stan wysoki na wyjściach bramek 6 i 7 Gdy przełącznik rodzaju pracy spoczywa w pozycji "aut", droga dla impulsów wyzwalanych ręcznie jest zamknięta. Pracuje natomiast prze- rzutnik astabilny wysterowując bramkę oraz licznik 793, którego przebieg Wyjściowy o szesnastokrotnie mniejszej częstotliwości niż częstotliwość impulsów zegarowych jest różniczkowany w obwodzie R5, 2 i kształtowany w bramce 8 do postaci impulsów szpilkowych..3. Wskaźnik stanów logicznych SN9111 Wskaźnik stanów logicznych SN9111 służy do wizualnej sygnalizacji stanów logicznych w czterech punktach badanego układu cyfrowego, za pomocą diod elektroluminescencyjnych lub na siedmiosegmentowym wskaźniku w kodzie dziesiętnym. Na płycie czołowej (Rys.9) znajdują się cztery wejścia informacyjne z diodami, sygnalizującymi świeceniem stan wysoki, oraz wskaźnik cyfrowy siedmiosegmentowy. ane techniczne Parametry sygnałów wejściowych Kod wskaźnika cyfrowego Maksymalny pobór prądu z zasilacza+5 V standard TTL jak SN77 200 m Opis schematu ideowego i zasady działania układu Wskaźnik SN9111 składa się z czterobramkowego układu sterowania diodami elektroluminescencyjnymi, scalonego wskaźnika siedmiosegmentowego oraz dekodera do tego wskaźnika. Układy te są połączone w sposób typowy, pokazany na rys. 2. 63. 5. OLIZENI WSTĘPNE I PROJEKTOWE 1. Określić i narysować tablice stanów badanych liczników. 2. Opracować schematy pomiarowe do punktu.5. 6. OSERWJE I POMIRY Rys.9. Płyta czołowa wskaźnika stanów logicznych SN9111 6.1. Obserwacja przebiegów na wyjściach licznika binarnego asynchronicznego (N121) Obejrzeć na oscyloskopie i przerysować przebiegi na wyjściach 1, 1, 1, 1. 6.2. Programowanie pojemności licznika dziesiętnego (wkładka N121) 1. Korzystając z tablicy stanów licznika 790 zaprogramować za pomocą przełączników licznik liczący do 10 a następnie licznik liczący do dowolnej podanej przez prowadzącego liczby. 2. Narysować schematy liczników zliczających do liczby podanej przez prowadzącego - raz wykorzystując bramki układu U, i ponownie - wejścia ustawiające i zerujące licznika 790. 6.3. Obserwacja przebiegów czasowych na wejściach licznika synchronicznego (wkładka N121). 1. Zaobserwować w układzie licznika synchronicznego chwile zapalenia się diod LE i powiązać je z istotą działania licznika synchronicznego 2. Określić czy badany licznik posiada przeniesienie równoległe czy szeregowe, podać uzasadnienie oraz wyjaśnić jaką rolę w badanym liczniku spełnia bramka NN; 6.. Obserwacja działania liczników rewersyjnych programowanych (wkładka 121). 1. Wyzerować liczniki. Podać na wejścia,,, dowolną cyfrę w kodzie. okonać wpisu tej cyfry do licznika U 2 za pomocą przycisku "load 192". Zmienić informację na wejściach,,, i. okonać jej wpisu do licznika U 1 przyciskiem "load 193". Podając ręcznie impulsy z generatora SN3311 na wejście "" obserwować stany na wyjściach liczników. Powtórzyć czynności po zmianie przełącznika suwakowego na płytce. 5

P.Rz. K.P.E. Laboratorium Elektroniki 2F 2003/11/06 2. Wykorzystując licznik U 2 przeprowadzić dodawanie dwóch cyfr dziesiętnych np. 6 i 3. Pierwszy składnik wprowadzić poprzez wejścia,,,, drugi ręcznie za pomocą generatora SN3311. Wynik obserwować na wyświetlaczu wkładki SN9111. Przeprowadzić odejmowanie tych samych cyfr, a następnie dodawanie i odejmowanie dwóch dowolnie wybranych liczb. Kolejne stany liczników sygnalizowane będą świeceniem diod LE. 3. Podać jaką rolę pełnią wyjścia P+ (carry) i P- (borrow) liczników;. laczego zmiana położenia przełącznika na płytce w trakcie zliczania zaburza ten proces? 5. Wykazać na przykładzie, że w badanym liczniku wpisu informacji do poszczególnych układów scalonych nie zawsze można dokonywać w dowolnej kolejności; podać uzasadnienie. 7. SPRWOZNIE Sporządzić sprawozdanie zawierające schematy pomiarowe, wyniki pomiarów, analizę uzyskanych rezultatów, wnioski i spostrzeżenia. 8. LITERTUR [1] Filipkowski. Układy elektroniczne analogowe i cyfrowe. [2] aranowski J. Półprzewodnikowe układy impulsowe i cyfrowe. [3] Pieńkoś J., Turczyński J. Układy scalone TTL w systemach cyfrowych. [] Łakomy M., Zabrodzki J. cyfrowe układy scalone. 6