Systemy cyfrowe z podstawami elektroniki i miernictwa

Laboratorium systemów cyfrowych z podstawami elektroniki i miernictwa – WSZiB w Krakowiea) Sporządzić tablicę przejśćprzedstawionego przerzutnika.Ustawić generator słów tak, jakna rysunku.Uruchomić symulacje. Napodstawie zapisu analizatorastanów logicznych opisaćzachowanie się układu wzależności od sygnału nawejściach.Zwrócić uwagę, jakie kombinacjesygnałów wejściowych powodujązmianę stanu przerzutnika naprzeciwny.UWAGA! W przypadku kłopotów z symulacją jedno z wejść podłączyć poprzezprzełącznik (switch) SPDT w taki sposób, aby w jednym położeniu przełącznika nawejście był podawany sygnał z generatora słów a w drugim ustalony pozom napięciaVcc lub GND. W przypadku dalszych problemów zwrócić się o pomoc do prowadzącego.Uzupełnić tabelę w punkcie 2.1.a protokołu zgodnie z instrukcją przedstawioną poniżejSposób odczytywania wyników z przebiegów analizatora stanów logicznych:Ustawiamy kursor na pozycji, wktórej następuje zmiana nawejściu R lub S z 0 na 1 lub z 1 na0.Qt-1 oznacza stan przedzdarzeniem zmiany stanów wejść.St i Rt są stanami, którychwystąpienie jest zdarzeniemOdpowiednią kombinacje stanówodnajdujemy w tabeli.tabeli.Qt jest stanem przerzutnikabędącym wynikiem określonegozdarzenia na wejściach S i R.Stan ten odnotowujemy napozycji wcześniej odnalezionej wb) Przerzutnik RS w oparciu o bramki NOR uzyskuje się poprzez zamianę bramekNAND na bramki NOR. Zamianie ulega również funkcja wejść przerzutnika – wejściektóre w przerzutniku na bramkach NAND oznaczone było jako S staje się wejściem R,natomiast wejście oznaczane jako R staje się wejściem S. Narysować w protokole2

Laboratorium systemów cyfrowych z podstawami elektroniki i miernictwa – WSZiB w Krakowieschemat przerzutnika RS na bramkach NOR. Uwzględnić prawidłowe oznaczeniewejść i wyjść przerzutnika. Generator słów przygotować do generacji następującegociągu wartości (12 pozycji): 0,1,0,1,0,2,0,0,2,0,2,0,1. Na podstawie zarejestrowanegoanalizatorem stanów logicznych przebiegu sporządzić tablicę przejść przerzutnika.Sposób jej sporządzenia jest analogiczny do realizowanego w punkcie a) . Wynikipomiarów zapisać w tabeli w punkcie 2.1.b protokołu.2.2 Przerzutnik DSporządzić tablice przejść scalonego przerzutnika D z asynchronicznym ustawianiem ikasowaniem typu 7474 (schemat odpowiedniego układu przedstawiono na Rys. 2).Należy zwrócić uwagę na fakt, że jakiekolwiek zmiany w przerzutniku zachodzą przynarastającym zboczu sygnału na wejściu CLK (zmianie sygnału ze stanu L na H) –przerzutnik jest wyzwalany zboczem. Zatem przy analizie przebiegów zarejestrowanychprzez analizator interesować nas będą zdarzenia zachodzące tylko w momenciewystąpienia aktywnego zbocza sygnału zegarowego.Rys. 2 Układ do badania rzezrutnika DPodłączyć układ jak na rysunku Rys. 2. Ustawić generator słów do następującejsekwencji 15 wartości: 0,1,0,1,0,2,3,2,3,2,0,0,1,0,1. Jako sygnał zegarowy należytraktować przebieg podłączony do wejścia 3 U1A z Rys. 2 (nie należy sugerować sięsygnałem opisanym jako Clock_Int w analizatorze stanów logicznych).Oznaczenie w tabeli „↑” oznacza, ze należy zwracać uwagę na sytuacje, w którychwystępuje zmiana sygnału z 0 na 1. Uzupełnić tabele w punkcie 2.3 protokołu.W tabeli przyjęto następujące oznaczenia:Qt - stan przerzutnika przed pojawieniem się zbocza sygnału zegarowegoQt+1 - stan przerzutnika, jaki ustali się po aktywnym zboczu sygnału zegarowego.Następnie zaobserwować, w jaki sposób wpływa na pracę przerzutnika podanieaktywnego stanu – 0 na wejście ~CLR. W tym celu odłączyć wejście ~CLR od napięciaVcc i sprawdzić zachowanie przerzutnika. Wynik obserwacji zanotować w protokóle.Po zakończeniu obserwacji podłączyć ponownie wejście ~CLR do Vcc.3

Laboratorium systemów cyfrowych z podstawami elektroniki i miernictwa – WSZiB w KrakowieW sposób analogiczny sprawdzić zachowanie przerzutnika w warunkachpojawienia się stanu aktywnego na wejściu ~PR Wejście ~CLR podłączyć w tym czasiedo Vcc. Wyniki obserwacji zanotować w protokóle.2.3 Przerzutnik JKZbudować układ jak na Rys. 3Rys. 3 Układ do badania przerzutnika JKGenerator słów przygotować do generacji następującego ciągu (25 wartości):0,1,0,2,3,2,3,2,4,5,4,5,4,6,7,6,7,6,7,0,1,0,2,3,2.Na podstawie zarejestrowanego przebiegu wypełnić tabelę w punkcie 2.3 protokółu.Sposób postępowania jest podobny do postępowania w punkcie 2.2. istotna różnica jesttaka, ze badany przerzutnik reaguje na opadające zbocze na wejściu sygnału zegarowego(zmiana stanu z H na L)„↓” oznacza opadające zbocze sygnału zegarowego – zmianę ze stanu 1 na 0.Pozostałe oznaczenia analogicznie jak wcześniej.W podobny sposób jak dla przerzutnika D w p. 2.2 objaśnić funkcję wejść ~PR i ~CLR.2.4 Synchroniczny przerzutnik RSWersję synchroniczną przerzutnika RS wprowadzając drobne zmiany do wersjiasynchronicznej. Schemat ideowy układu przedstawia Rys. 4.4

Laboratorium systemów cyfrowych z podstawami elektroniki i miernictwa – WSZiB w KrakowieRys. 4 synchroniczny przerzutnik RSRys. 5 Układ do badania synchronicznego przerzutnika RSPodłączyć układ według Rys. 5 tak, aby wejście C było podłączone do najmniejznaczącego bitu generatora słów. Ustawić generator tak, by generował na wyjściunastępujący ciąg wartości: 3,2,2,0,1,0,4,5,4,0,1,0,2,3,0,1,0,6,7,6.Na analizatorze stanów logicznych obserwować stany na wejściach i wyjściach układu.Na podstawie obserwacji sporządzić tablicę przejść przerzutnika z uwzględnieniemwejścia C uzupełniając tabele w punkcie 2.4 protokołu. Zasady odczytywania informacjiz Analizatora są takie same jak w przypadku punktu 2.1Na podstawie tabeli określić sytuacje, w których następuje zmiana stanu przerzutnika.Zaobserwować, która część sygnału zegarowego powoduje zmiany stanu przerzutnika.3. Wymagane sprawozdanieJako sprawozdanie należy przedstawić wypełniony protokół obserwacji i pomiarówuzupełniony o wnioski, wymagane rysunki i wykresy oraz odpowiedzi na postawione wnim pytania.4. Literatura1. Głocki W.: Układy cyfrowe. Wyd. XI, WSiP Warszawa 2009.2. Ćwirko R., Rusek M., Marciniak W.: Układy scalone w pytaniach i odpowiedziach.3. Baranowski J., Kalinowski B.: Układy elektroniczne cz. III. Układy i systemy cyfrowe.WNT, Warszawa 1994,4. Tietze U., Schenk Ch.: Układy półprzewodnikowe. WNT, Warszawa 1996,5

Laboratorium systemów cyfrowych z podstawami elektroniki i miernictwa – WSZiB w Krakowie5. Pienkoś J.: Układy scalone TTL w systemach cyfrowych.6. Sasal W.: Układy scalone serii UCA64/UCY74. Parametry i zastosowania.6