Operácie

Meranie logických obvodov: Rozdiel medzi revíziami

Z SensorWiki

(1. Bezkontaktné prepojovacie pole)
(6. Overenie činnosti binárneho počítadla)
(27 medziľahlých úprav od rovnakého používateľa nie je zobrazených.)
Riadok 1: Riadok 1:
 +
<div class="noautonum">__NOTOC__</div>
  
 
== Úlohy ==
 
== Úlohy ==
Riadok 18: Riadok 19:
 
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!
 
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!
  
[[Súbor:BreadboardIntro.png]]
+
[[Súbor:BreadboardIntro.png|800px|center]]
  
 
Kontaktné pole je umiestnené na experimentálnej doske PBMCUSLK (Freescale Semiconductors), na ktorej je stabilizátor napájania +5V a +3,3 V, menič +/- 15V, vstupné obvody (tlačidlá, prepínače, potenciometer), výstupné (LED diódy, displej) atď. Kompletné zapojenie dosky a popis všetkých vývodov nájdete v užívateľskej príručke.
 
Kontaktné pole je umiestnené na experimentálnej doske PBMCUSLK (Freescale Semiconductors), na ktorej je stabilizátor napájania +5V a +3,3 V, menič +/- 15V, vstupné obvody (tlačidlá, prepínače, potenciometer), výstupné (LED diódy, displej) atď. Kompletné zapojenie dosky a popis všetkých vývodov nájdete v užívateľskej príručke.
 +
 +
[[Súbor:PBMCUSLKIntro.png|600px|center]]
  
  
Riadok 27: Riadok 30:
 
* [https://www.nxp.com/docs/en/user-guide/PBMCUSLKUG.pdf PBMCUSLK User Guide]
 
* [https://www.nxp.com/docs/en/user-guide/PBMCUSLKUG.pdf PBMCUSLK User Guide]
  
 +
&nbsp;<BR>
 +
&nbsp;<BR>
 
== 2. Logický člen NAND ==
 
== 2. Logický člen NAND ==
  
 
Na overenie vlastností použijeme dvojstupový logický člen NAND -- jeden zo štyroch, ktorý sa nachádza v obvode 74HCT00
 
Na overenie vlastností použijeme dvojstupový logický člen NAND -- jeden zo štyroch, ktorý sa nachádza v obvode 74HCT00
výrobcu Texas Instruments ([http://www.ti.com/lit/ds/scls062d/scls062d.pdf 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).  
+
výrobcu Texas Instruments ([http://www.ti.com/lit/ds/scls062d/scls062d.pdf 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)'''.  
 +
 
 +
[[Súbor:ZPOC-LAB-7400Pinout.png|400px|center]]
 +
 
  
 
Po zapojení pripojte na vstupy tlačidlá PB1 a PB2, na výstup LED diódu LED1. Vyskúšajte všetky kombinácie a zapíšte výsledok do tabuľky.
 
Po zapojení pripojte na vstupy tlačidlá PB1 a PB2, na výstup LED diódu LED1. Vyskúšajte všetky kombinácie a zapíšte výsledok do tabuľky.
 +
 +
 +
[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema01.png|400px|left]] 
 +
 +
[[Súbor:ZPOC-LAB-Simulacia01.png|right]]
 +
 +
[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema01BB.png|400px|center]]
  
 
{| class="wikitable"
 
{| class="wikitable"
Riadok 58: Riadok 73:
 
|}
 
|}
  
UPOZORNENIE: Tlačidlá sú zapojené s tzv. obrátenou logikou, t.j. stlačené tlačidlo privedie na vstup log. 0, nestlačené tlačidlo je log. 1.
+
'''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/scls062d/scls062d.pdf SN74HCT00N - datasheet]
  
== 3. Analýza logockého obvodu ==
+
&nbsp;<BR>
 +
&nbsp;<BR>
 +
&nbsp;<BR>
 +
&nbsp;<BR>
 +
&nbsp;<BR>
 +
&nbsp;<BR>
 +
&nbsp;<BR>
 +
&nbsp;<BR>
 +
&nbsp;<BR>
 +
 
 +
== 3. Analýza logického obvodu ==
  
 
Zapojte na skúšobnej doštičke obovod podľa nasledovnej schémy zapojenia. Nezabudúť na pripojenie napájania  
 
Zapojte na skúšobnej doštičke obovod podľa nasledovnej schémy zapojenia. Nezabudúť na pripojenie napájania  
Riadok 69: Riadok 94:
 
Po zapojení pripojte na vstupy tlačidlá PB1, PB2 a PB3, na výstup LED diódu LED1. Vyskúšajte všetky kombinácie  
 
Po zapojení pripojte na vstupy tlačidlá PB1, PB2 a PB3, na výstup LED diódu LED1. Vyskúšajte všetky kombinácie  
 
a zapíšte výsledok do tabuľky. Napíšte rovnicu realizovanej logickej funkcie pomocou UDNF alebo UKNF.
 
a zapíšte výsledok do tabuľky. Napíšte rovnicu realizovanej logickej funkcie pomocou UDNF alebo UKNF.
 +
 +
[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema02.png|600px|left]]
  
 
{| class="wikitable"
 
{| class="wikitable"
Riadok 122: Riadok 149:
  
 
* Obvod [http://www.ti.com/lit/ds/scls062d/scls062d.pdf SN74HCT00N - datasheet]
 
* Obvod [http://www.ti.com/lit/ds/scls062d/scls062d.pdf SN74HCT00N - datasheet]
 +
 +
[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema02BB.png|400px|center]]
 +
 +
&nbsp;<BR>
 +
&nbsp;<BR>
 +
 +
== 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 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.
 +
 +
[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema03.png|400px|left]]
 +
 +
[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema03BB.png|400px|right]]
 +
 +
{| class="wikitable"
 +
!colspan="3"|R-S obvod
 +
|-
 +
|style="height:30px; width:30px; text-align:center;" | Q(n-1)
 +
|style="height:30px; width:30px; text-align:center;" | A
 +
|style="height:30px; width:30px; text-align:center;" | B
 +
|style="height:30px; width:30px; text-align:center;" | Q(n)
 +
|style="height:30px; width:30px; text-align:center;" | /Q(n)
 +
|-
 +
|style="height:10px; width:30px;" | 0
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|-
 +
|style="height:10px; width:30px;" | 0
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|-
 +
|style="height:10px; width:30px;" | 0
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|-
 +
|style="height:10px; width:30px;" | 0
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|-
 +
|style="height:10px; width:30px;" | 1
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|-
 +
|style="height:10px; width:30px;" | 1
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|-
 +
|style="height:10px; width:30px;" | 1
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|-
 +
|style="height:10px; width:30px;" | 1
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|style="height:10px; width:30px;" |
 +
|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]
 +
 +
&nbsp;<BR>
 +
&nbsp;<BR>
 +
&nbsp;<BR>
 +
&nbsp;<BR>
 +
&nbsp;<BR>
 +
&nbsp;<BR>
 +
&nbsp;<BR>
 +
&nbsp;<BR>
 +
&nbsp;<BR>
 +
 +
== 5. Analýza sekvenčného obvodu ==
 +
 +
Zapojte na skúšobnej doštičke obovod podľa nasledovnej schémy zapojenia. Nezabudúť na pripojenie napájania
 +
Vcc (+5V) a GND (0V).
 +
 +
Po zapojení pripojte na vstup tlačidlo PB1, na výstupy LED diódu LED1 a LED2. Vyskúšajte všetky kombinácie
 +
a zapíšte výsledok do tabuľky. Po skončení merania obvod nerozpájajte, ale pokračujte ďalšou úlohou.
 +
 +
[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema04.png|600px|left]]
 +
 +
 +
[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema05B.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]
 +
 +
 +
&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.
 +
 +
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|600px|left]]
 +
 +
 +
[[Súbor:ZPOC-LAB-Schema06B.png|400px|right]]
 +
 +
 +
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. Ku každej úlohe bude uvedená schéma zapojenia, zoznam použitých súčiastok, zapojenie vývodov a namerané hodnoty - tabuľka alebo časový diagram.
 +
 +
[[Category: Základy počítačov]]

Verzia zo dňa a času 22:02, 17. november 2019

Úlohy

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

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!

BreadboardIntro.png

Kontaktné pole je umiestnené na experimentálnej doske PBMCUSLK (Freescale Semiconductors), na ktorej je stabilizátor napájania +5V a +3,3 V, menič +/- 15V, vstupné obvody (tlačidlá, prepínače, potenciometer), výstupné (LED diódy, displej) atď. Kompletné zapojenie dosky a popis všetkých vývodov nájdete v užívateľskej príručke.

PBMCUSLKIntro.png


 
 

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).

ZPOC-LAB-7400Pinout.png


Po zapojení pripojte na vstupy tlačidlá PB1 a PB2, na výstup LED diódu LED1. Vyskúšajte všetky kombinácie a zapíšte výsledok do tabuľky.


ZPOC-LAB-Schema01.png
ZPOC-LAB-Simulacia01.png
ZPOC-LAB-Schema01BB.png
74HCT00
A B Y

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

 
 
 
 
 
 
 
 
 

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 PB1, PB2 a PB3, na výstup LED diódu LED1. Vyskúšajte všetky kombinácie a zapíšte výsledok do tabuľky. Napíšte rovnicu realizovanej logickej funkcie pomocou UDNF alebo UKNF.

ZPOC-LAB-Schema02.png
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.

ZPOC-LAB-Schema02BB.png

 
 

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 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.

ZPOC-LAB-Schema03.png
ZPOC-LAB-Schema03BB.png
R-S obvod
Q(n-1) A B Q(n) /Q(n)
0
0
0
0
1
1
1
1

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

 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Analýza sekvenčného obvodu

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

Po zapojení pripojte na vstup tlačidlo PB1, na výstupy LED diódu LED1 a LED2. Vyskúšajte všetky kombinácie a zapíšte výsledok do tabuľky. Po skončení merania obvod nerozpájajte, ale pokračujte ďalšou úlohou.

ZPOC-LAB-Schema04.png


ZPOC-LAB-Schema05B.png
Funkcia
Q(n-1) A B Q(n) /Q(n)

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


 
 
 
 
 
 
 
 
 

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.

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.

ZPOC-LAB-Schema06.png


ZPOC-LAB-Schema06B.png


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

 
 


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.