Типовые элементы и узлы цифровой техники

 

Учебное пособие (лабораторный практикум)

 

Для студентовполитехнического колледжаспециальности 2201

Вычислительные машины, комплексы, системы и сети

 

Технический редактор Л.Г. Голохвастова

Компьютерная верстка С.Н. Лехин

 

 

Лицензия

________________________________________________________________

Формат 60´84/16. Печать офсетная.

Гарнитура Times New Roman. Уч. изд. п.л..

Тираж экз. Заказ №

Псковский политехнический институт

 

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором

 

 

 

 

Министерство образования Российской Федерации

ПСКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

С.Н. Лехин

 

ТИПОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И

УСТРОЙСТВА ЦИФРОВОЙ

ТЕХНИКИ

 

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

 

 

Учебное пособие

Псков

УДК 518: 3. 06

Рекомендовано к изданию

Научно-методическим советом

Политехнического колледжа ППИ.

Рецензенты:

- Веселков ЕЛ., доцент кафедры ЭСА ППИ

- Ильин С.Н., зам. Генерального директора АО «СКБ ВТ»

 

Типовые элементы и устройства цифровой техники:

Лабораторный практикум: Учебное пособие. Лехин С.Н.

Псков, Изд., 2004 - 132 с.:ил.

 

Учебное пособие предназначено для проведения лабораторных работ по курсу «Типовые элементы и устройства цифровой техники» (ОПД.06 Дисциплина «Цифровая схемотехника») для учащихся политехнического колледжа специальности 2201 «Электронно-вычислительные машины, комплексы, системы и сети».

Пособие содержит краткие теоретические сведения по ряду разделов, лекционного курса, описания лабораторных работ и стендов для их выполнения, методики проведения работ, индивидуальные задания для подгрупп и форму отчетов по работам.

 

 

© С.Н. Лехин, 2004

 

Варианты заданий к лабораторной работе

"Исследование стекового запоминающего устройства"

Вариант
Стек	FIFO
Нач. адрес
Символы	0-15	0-14	0-13	0-12	0-11	0-10	0-9	0-11
Наличие точки	да	да	да	да	-	-	-	-
Стек	LIFO
Нач. адрес
Символы	0-11	0-10	0-10	0-13	0-15	0-14	0-12	0-11
Наличие точки	-	-	-	-	да	да	да	да

 

 

г) согласно варианту задания организовать стек FIFO, задать начальный адрес и записать в стек требуемые коды символов, (при установке кода символа он будет высвечиваться на цифровом индикатоpe, связанном с выходами регистра), перейти в режим считывания, он задается тумблером в левой части панели лабораторного стенда, (при этом происходит автоматическое отключение входных сигналов, выставленных соответствующими тумблерами от шины данных, чем обеспечивается возможность изменения направления передачи информации по шине). Произвести считывание информации и занести полученные данные в рабочую тетрадь;

д) кратковременно на 3-5 сек. отключить питание лабораторного стенда. После подачи питания проверить содержимое ячеек стека;

е) согласно варианту задания организовать стек типа LIFO, установить требуемый начальный адрес, произвести запись и считывание заданной информации.

Все полученные результаты фиксируются в рабочей тетради, в которой по окончании работы делается соответствующая запись преподавателя.

Содержание отчета.

Окончательный отчет по лабораторной работе должен включать в себя все материалы предварительного отчета, описание хода работы, полученные результаты, их анализ и соответствующие выводы.

При подготовке к лабораторной работе рекомендуется использовать литературу:

1. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. – СПб.: БХВ – Санкт – Петербург, 2000.- 528 с.: ил. (стр. 181,189-190)

2. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы: Учеб. пособие для вузов.- 2-е изд. перераб. и доп.- М.: Энергоатомиздат, 1985.-552с., ил. (стр. 96, стр. 192-194).

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Стр.

1. Общие требования к выполнению

лабораторных работ......……………………………………...4

2. Работа № 1 "Исследование мультиплексора". …….………7

3. Работа № 2 "Исследование сумматора"..…….……………17

4. Работа № 3 "Исследование матричного

умножителя"............………………………………………….35

5. Работа № 4 "Исследование арифметико-

логического устройства".............…………………………...46

6. Работа № 5 "Исследование кольцевого

счётчика"..................…………………………………………62

7. Работа № 6 "Исследование счетчика

Джонсона"....................…………………………….………...75

8. Работа № 7 "Исследование синхронного

счетчика на JK триггерах".............……………….……….90

9. Работа № 8 "Исследование оперативного

запоминающего устройства".....………………….………105

10. Работа № 9 "Исследование стекового

запоминающего устройства"......………………….………117

Общие требования к выполнению лабораторных работ по курсу " Типовые элементы и устройства цифровой техники " для студентов политехнического колледжа специальности 2201.

Для проведения лабораторных работ каждая подгруппа должна иметь единую рабочую тетрадь.

Лабораторные работы состоят из двух частей. Первая - самостоятельная теоретическая подготовка. Она включает в себя ознакомление с принципами функционирования исследуемых устройств, разработку схем соответствующих узлов и анализ их работы.

Для подготовки используются материалы методического пособия, конспект лекций и дополнительная литература, список которой приводится в конце описания каждой из лабораторных работ. Все расчетные и графические задания, а также записи экспериментальных исследований должны выполняться в рабочей тетради.

Результаты домашней подготовки представляются преподавателю перед началом текущей лабораторной работы в виде предварительного отчета. Студенты, не представившие предварительный отчет, или не имеющие рабочей тетради, к лабораторной работе не допускаются.

Вторая - экспериментальная часть лабораторной работы состоит в исследовании функционирования собранных на макетах, предварительно рассчитанных схем и узлов. По окончании лабораторной работы преподавателю представляется рабочая тетрадь с экспериментальными данными, где делается соответствующая отметка.

При выполнении лабораторных работ должны строго соблюдаться требования, указанные в описаниях.

По итогам лабораторной работы оформляется отчет, включающий в себя материалы предварительного отчета, экспериментальных исследований и выводы. Полный отчет по проведенной лабораторной работе должен быть представлен преподавателю на проверку перед началом текущей работы.

отношению к сигналу синхронизации счетчика, это связано с тем, что информация на выходах ОЗУ появляется с запаздыванием по отношению к моменту смены адреса. Для реализации требуемой задержки можно использовать цепочку из соответствующего числа последовательно включаемых инверторов;

в) нарисовать временную диаграмму функционирования стекового ОЗУ;

г) составить таблицу сигналов управления семисегментным индикатором отображения символов шестнадцатеричного кода;

д) представить алгоритм работы стекового ОЗУ, соответствующий варианту задания.

Все пункты домашней подготовки должны быть оформлены в виде предварительного отчета и представлены преподавателю перед началом лабораторной работы.

2. Проведение лабораторной работы.

а) Используя соединительные проводники, собрать макет стекового ОЗУ емкостью 16×8, для задания входных данных служат восемь тумблеров, расположенных в левой части лицевой панели лабораторного стенда, свечение индикатора около соответствующего гнезда означает наличие сигнала с уровнем логической единицы, отсутствие свечения соответствует сигналу логического нуля, начальный адрес загрузки задается в двоичном коде тумблерами, связанными с соответствующими входами счетчика, входы указателя стека (SP) расположенного в правой части лицевой панели лабораторного стенда соединяются с адресными входами ОЗУ, горящий светодиод указывает на номер ячейки, в которую будет заноситься информация или из которой будет происходить ее считывание;

б) установить стековое ОЗУ в режим считывания, включить питание лабораторного стенда, проверить и зафиксировать в рабочей тетради содержимое всех его ячеек;

в) установить стековое ОЗУ в режим записи и занести во все ячейки нулевые коды;

 

Сборка модулей ОЗУ производится путем соединения требуемых сигнальных гнезд проводниками со стандартными одиночными штеккерами. Для осуществления разветвленных связей используются специальные соединители с увеличенным количеством штеккеров. Стенд подсоединяется к внешнему источнику питания, его включение производится тумблером "Вкл". О наличии питающего напряжения +5В свидетельствует свечение зеленого светодиода.