Meranie s logickými obvodmi: Rozdiel medzi revíziami

Verzia z 12:04, 1. november 2024

Úlohy

Oboznámte sa s princípom zapájania obvodov na bezkontaktnom poli a preštudujte si zapojenie.
Zapojte podľa schémy č. 1 logický člen NAND a overte jeho funkciu.
Zapojte podľa schémy č. 2 kombinačný logický obvod, overte jeho funkciu a určte, ktorú logickú funkciu realizuje.
Navrhnite zapojenie preklápacieho obvodu R-S, zapojte a overte jeho funkciu.
Zapojte podľa schémy č. 3 binárne počítadlo a overte jeho funkciu.
Zmeňte zapojenie tak, aby ste dostali počítadlo 0-9.

Z celého merania je potrebné vypracovať za skupinu jeden referát. Ku každej úlohe bude uvedená schéma zapojenia, zoznam použitých súčiastok, zapojenie vývodov a namerané hodnoty - tabuľka alebo časový diagram.

1. Bezkontaktné prepojovacie pole

Bezkontaktné prepojovacie pole (breadboard) slúži na rýchle zapojenie jednoduchších obvodov bez potreby spájkovania. Vnútri v doštičke sa nachádzajú kontaktné pružinky, ktoré zabezpečia prepojenie medzi jednotlivými vývodmi. Prepojená je vždy jedna pätica kontaktov, okrem toho sú navzájom prepojené dlhé kontakty na okrajoch dosky určené na rozvod napájania (modré a červené). Napätie na tieto kontakty však musíte najprv priviesť!

Kontaktné pole je umiestnené na experimentálnej doske TTLogik (FEI STU), na ktorej je stabilizátor napájania +5V, vstupné obvody (prepínače, tlačidlo Pulz), výstupné (LED diódy, displej). Kompletné zapojenie dosky a popis všetkých vývodov nájdete v užívateľskej príručke.

TTLogik User Guide

2. Logický člen NAND

Na overenie vlastností použijeme dvojstupový logický člen NAND -- jeden zo štyroch, ktorý sa nachádza v obvode 74HCT00 výrobcu Texas Instruments (datasheet). Vyrába sa v rozličných typoch puzdra, my použijeme DIL so 14 vývodmi. Okrem samotného logického člena nesmiete zabudúť na pripojenie napájania Vcc (+5V) a GND (0V).

Po zapojení pripojte na vstupy tlačidlá S1 a S2, na výstup LED diódu D1. Vyskúšajte všetky kombinácie a zapíšte výsledok do tabuľky.

74HCT00
A	B	Y

Obvod SN74HCT00N - datasheet

3. Analýza logického obvodu

Zapojte na skúšobnej doštičke obovod podľa nasledovnej schémy zapojenia. Nezabudúť na pripojenie napájania Vcc (+5V) a GND (0V).

Po zapojení pripojte na vstupy tlačidlá S1, S2 a S4, na výstup LED diódu D1. Vyskúšajte všetky kombinácie a zapíšte výsledok do tabuľky. Napíšte rovnicu realizovanej logickej funkcie pomocou UDNF alebo UKNF.

Funkcia
A	B	C	Y

UPOZORNENIE: Tlačidlá sú zapojené s tzv. obrátenou logikou, t.j. stlačené tlačidlo privedie na vstup log. 0, nestlačené tlačidlo je log. 1.

Obvod SN74HCT00N - datasheet

4. Preklápací obvod R-S

Zostavte preklápací obvod R-S z dvoch dvojstupových logických členov NAND v obvode 74HCT00. Nezabudúť na pripojenie napájania Vcc (+5V) a GND (0V).

Po zapojení pripojte na vstupy tlačidlá S1 a S2, na výstupy LED diódy D1 a D2. Vyskúšajte všetky kombinácie a zapíšte výsledok do tabuľky.

R-S obvod
Q(n-1)	A	B	Q(n)	/Q(n)
0
0
0
0
1
1
1
1

Obvod SN74HCT00N - datasheet

5. Overenie činnosti binárneho počítadla

Zapojte na skúšobnej doštičke obovod binárneho počítadla ovládaného preklápacím obvodom podľa nasledovnej schémy zapojenia. Nezabudúť na pripojenie napájania Vcc (+5V) a GND (0V), pričom obvody 7493 má napájanie pripojené na iné vývody ako 7400 v predošlom meraní.

Po zapojení pripojte na vstup tlačidlo P, ktoré generuje jeden impulz. Na výstupy počítadla pripojte štyri LED diódy D1 - D8. Vyskúšajte činnosť obvodu a jeho funkciu popíšte časovým diagramom. Sledujte tiež stav na výstupoch na displeji.

Čo sa stane, ak namiesto tlačidla P použijete prepínač S1?

Obvod SN74HCT00N - datasheet
Obvod CD74HCT93E - datasheet (Texas Instruments)
Obvod 74HCT93 - datasheet (~~Philips~~ NxP Semiconductor)

6. Dekadické počítadlo

Porozmýšľajte, ako by ste upravili predošlé zapojenie tak, aby počitalo desiatkovo, t.j. od 0 po 9. Využiť sa na to dajú dva nulovacie vstupy R1 a R2 (Reset, platí ak R1 & R2 = H). Na oba vstupy privediete niektoré z výstupov, takže po dosiahnutí stavu 10 sa počítadlo vynuluje a začne od 0. Zapojenie aj overte a nakreslite schému upraveného zapojenia.

Z celého merania je potrebné vypracovať za skupinu jeden referát, kotrý však odovzdá do Classroomu každý sám za seba. Ku každej úlohe bude uvedená schéma zapojenia, zoznam použitých súčiastok, zapojenie vývodov a namerané hodnoty - tabuľka alebo časový diagram.

@@ Riadok 47: / Riadok 47: @@
 [[Súbor:ZPOC-LAB-Simulacia01.png|right]]
-[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema01BB.png|400px|center]]
+[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema01LBB.png|400px|center]]
 {| class="wikitable"
@@ Riadok 73: / Riadok 73: @@
 |}
-'''UPOZORNENIE:''' Tlačidlá sú zapojené s tzv. obrátenou logikou, t.j. stlačené tlačidlo privedie na vstup log. 0, nestlačené tlačidlo je log. 1.
 * Obvod [http://www.ti.com/lit/ds/scls062d/scls062d.pdf SN74HCT00N - datasheet]
@@ Riadok 92: / Riadok 92: @@
 Vcc (+5V) a GND (0V).
-Po zapojení pripojte na vstupy tlačidlá PB1, PB2 a PB3, na výstup LED diódu LED1. Vyskúšajte všetky kombinácie
+Po zapojení pripojte na vstupy tlačidlá S1, S2 a S4, na výstup LED diódu D1. Vyskúšajte všetky kombinácie
 a zapíšte výsledok do tabuľky. Napíšte rovnicu realizovanej logickej funkcie pomocou UDNF alebo UKNF.
@@ Riadok 150: / Riadok 150: @@
 * Obvod [http://www.ti.com/lit/ds/scls062d/scls062d.pdf SN74HCT00N - datasheet]
-[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema02BB.png|400px|center]]
+[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema02LBB.png|400px|center]]
 &nbsp;<BR>
@@ Riadok 159: / Riadok 159: @@
 Zostavte preklápací obvod R-S z dvoch dvojstupových logických členov NAND v obvode 74HCT00. Nezabudúť na pripojenie napájania Vcc (+5V) a GND (0V).
-Po zapojení pripojte na vstupy tlačidlá PB1 a PB2, na výstupy LED diódy LED1 a LED2. Vyskúšajte všetky kombinácie a zapíšte výsledok do tabuľky. Po skončení merania obvod nerozpájajte, ale pokračujte ďalšou úlohou.
+Po zapojení pripojte na vstupy tlačidlá S1 a S2, na výstupy LED diódy D1 a D2. Vyskúšajte všetky kombinácie a zapíšte výsledok do tabuľky.
 [[Súbor:ZPOC-LAB-Schema03.png|400px|left]]
-[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema03BB.png|400px|right]]
+[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema03LBB.png|400px|right]]
 {| class="wikitable"
@@ Riadok 222: / Riadok 222: @@
 |style="height:10px; width:30px;" |
 |}
-'''UPOZORNENIE:''' Tlačidlá sú zapojené s tzv. obrátenou logikou, t.j. stlačené tlačidlo privedie na vstup log. 0, nestlačené tlačidlo je log. 1.
 * Obvod [http://www.ti.com/lit/ds/scls062d/scls062d.pdf SN74HCT00N - datasheet]
@@ Riadok 237: / Riadok 235: @@
 &nbsp;<BR>
-== 5. Analýza sekvenčného obvodu ==
-V prípade, že máte málo času, je možné tento bod preskočiť.
-Zapojte na skúšobnej doštičke obovod podľa nasledovnej schémy zapojenia. Nezabudúť na pripojenie napájania
+== 5. Overenie činnosti binárneho počítadla ==
-Vcc (+5V) a GND (0V).
-Po zapojení pripojte na vstup tlačidlo PB1, na výstupy LED diódu LED1 a LED2. Vyskúšajte všetky kombinácie
+Zapojte na skúšobnej doštičke obovod binárneho počítadla ovládaného preklápacím obvodom podľa nasledovnej schémy zapojenia. Nezabudúť na pripojenie napájania
-a zapíšte výsledok do tabuľky.
+Vcc (+5V) a GND (0V), pričom obvody 7493 má napájanie pripojené na '''iné''' vývody ako 7400 v predošlom meraní.
+Po zapojení pripojte na vstup tlačidlo P, ktoré generuje jeden impulz. Na výstupy počítadla pripojte štyri LED diódy D1 - D8. Vyskúšajte činnosť obvodu a jeho funkciu popíšte časovým diagramom.
+Sledujte tiež stav na výstupoch na displeji.
-[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema04.png|600px|left]]
+Čo sa stane, ak namiesto tlačidla P použijete prepínač S1?
+[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema06.png|660px|left]]
-[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema05B.png|400px|right]]
+<!--
+[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema06LB.png|400px|right]]
-{| class="wikitable"
+-->
-!colspan="4"|Funkcia
-|-
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" | Q(n-1)
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" | A
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" | B
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" | Q(n)
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" | /Q(n)
-|-
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" |
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" |
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" |
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" |
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" |
-|-
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" |
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" |
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" |
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" |
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" |
-|-
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" |
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" |
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" |
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" |
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" |
-|-
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" |
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" |
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" |
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" |
-|style="height:20px; width:30px; text-align:center;" |
-|}
-UPOZORNENIE: Tlačidlá sú zapojené s tzv. obrátenou logikou, t.j. stlačené tlačidlo privedie na vstup log. 0, nestlačené tlačidlo je log. 1.
 * Obvod [http://www.ti.com/lit/ds/scls062d/scls062d.pdf SN74HCT00N - datasheet]
+* Obvod [http://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd74hc93.pdf CD74HCT93E - datasheet] (Texas Instruments)
+* Obvod [http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/15674/PHILIPS/74HCT93.html 74HCT93 - datasheet] (<S>Philips</S> NxP Semiconductor)
-&nbsp;<BR>
-&nbsp;<BR>
-&nbsp;<BR>
-&nbsp;<BR>
 &nbsp;<BR>
 &nbsp;<BR>
-&nbsp;<BR>
-&nbsp;<BR>
-&nbsp;<BR>
-== 6. Overenie činnosti binárneho počítadla ==
-Zapojte na skúšobnej doštičke obovod binárneho počítadla ovládaného preklápacím obvodom podľa nasledovnej schémy zapojenia. Nezabudúť na pripojenie napájania
-Vcc (+5V) a GND (0V), pričom oba použité obvody majú napájanie pripojené na '''rozličné''' vývody.
-Ako generátor impulzov je využitý preklápací obvod z 4. úlohy, takže ak ste ho nerozpojili, môžete ho využiť.
-Po zapojení pripojte na vstup tlačidlo PB1, na výstupoch preklápacieho obvodu ponechajte LED diódy LED1 a LED2. Na výstupy počítadla pripojte štyri LED diódy LED5 - LED8. Vyskúšajte činnosť obvodu a jeho funkciu popíšte časovým diagramom.
-[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema06.png|660px|left]]
+== 6. Dekadické počítadlo ==
-<!--
+Porozmýšľajte, ako by ste upravili predošlé zapojenie tak, aby počitalo desiatkovo, t.j. od 0 po 9. Využiť sa na to dajú dva nulovacie vstupy
-[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema06B.png|400px|right]]
+R1 a R2 (Reset, platí ak R1 & R2 = H). Na oba vstupy privediete niektoré z výstupov, takže po dosiahnutí stavu 10 sa počítadlo vynuluje a začne od 0.
--->
+Zapojenie aj overte a nakreslite schému upraveného zapojenia.
-UPOZORNENIE: Tlačidlá sú zapojené s tzv. obrátenou logikou, t.j. stlačené tlačidlo privedie na vstup log. 0, nestlačené tlačidlo je log. 1.
-* Obvod [http://www.ti.com/lit/ds/scls062d/scls062d.pdf SN74HCT00N - datasheet]
-* Obvod [http://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd74hc93.pdf CD74HCT93E - datasheet] (Texas Instruments)
-* Obvod [http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/15674/PHILIPS/74HCT93.html 74HCT93 - datasheet] (<S>Philips</S> NxP Semiconductor)
 &nbsp;<BR>
 &nbsp;<BR>
 Z celého merania je potrebné vypracovať za skupinu jeden referát, kotrý však odovzdá do Classroomu každý sám za seba. Ku každej úlohe bude uvedená '''schéma zapojenia''', '''zoznam použitých súčiastok''', z'''apojenie vývodov a namerané hodnoty''' - tabuľka alebo časový diagram.
 [[Category: Základy počítačov]]