E – 4. UKŁADY LOGICZNE
CEL ĆWICZENIA:
Poznanie budowy i zasady działania podstawowych elementów techniki cyfrowej.
Rozwiązywanie określonych zadań logicznych na scalonych układach TTL z serii UCY74xx.
ZAGADNIENIA TEORETYCZNE:
1. Elementy techniki cyfrowej (algebra Boole’a).
2. Prawa de Morgana.
3. Podstawowe układy logiczne: symbole i schematy ideowe funkcji logicznych.
4. Tabele prawdy dla bramek AND, OR, NOT, NAND, EX-OR.
5. Charakterystyka przejściowa układu logicznego TTL.
6. Zastosowanie układów logicznych.
PRZEBIEG POMIARÓW:
1. Zapoznać się z płytką pomiarową z układami logicznymi TTL.
2. Sprawdzić podstawowe typy funkcji logicznych (iloczyn, sumę, negację, NAND, NOR, EX- OR) wykorzystując elementy logiczne na płytce pomiarowej TTL. Dla kaŜdego układu sporządzić tabelę wg wzoru poniŜej, podając na wejścia x, y, z sygnał 0 i 1 we wszystkich moŜliwych kombinacjach. Zanotować wartość sygnału w na wyjściu układu i zapisać postać matematyczną odpowiedniej funkcji logicznej.
Wejście Sygnał cyfrowy
Wyjście w l.p.
Układ logiczny
x y z [V] Sygnał cyfrowy
3. Zrealizować trzy zadania logiczne wskazane przez prowadzącego. W kaŜdym z przypadków:
• dokonać połączeń odpowiedniego układu na płytce pomiarowej,
• sprawdzić doświadczalnie i zanotować w tabeli prawdy odpowiedź układu na wyjściu.
4. Sprawdzenie praw de Morgana: a) x + y = x o y, b) x · y = x +y
Uwaga: porównujemy ze sobą prawą i lewą stronę równania, jeŜeli wyniki w tabelkach są identyczne to równanie jest prawdziwe zgodnie z prawem de Morgana. Funkcje x o y i x +y mamy juŜ pomierzone, pozostaje zmontować układy logiczne x + y oraz układ x · y z bramek umieszczonych na płytce pomiarowej, a wyniki wpisać do poniŜszej tabelki:
2
x y x y x + y x · y x oy x · y x + y x +y
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
1. Ocenić poprawność działania podstawowych układów logicznych na podstawie pomiarów wykonanych w punkcie 2. Sporządzić i uzupełnić tabele prawdy (zaleŜności zero-jedynkowe stanów wyjść i wejść układu) zgodnie ze schematem zamieszczonym w punkcie II.
2. Dla wybranych zadań logicznych:
• narysować schemat układu ilustrującego zadanie logiczne,
• uzupełnić tabele prawdy dla róŜnych kombinacji sygnału wejściowego.
• porównać wartości sygnału na wyjściu układu z wartościami teoretycznymi wynikającymi z algebry Boole’a.
3. Zapisać wnioski końcowe.
LITERATURA
1. Wł. Majewski – Układy logiczne, WNT Warszawa 1974
2. P. Misiurewicz, M. Grzybek – Półprzewodnikowe układy logiczne TTL, WNT W-wa 1982.
3. J. Pieńkos, J. Turczyński – Układy scalone TTL w systemach cyfrowych, WkiŁ W-wa 1986.
4. A. Cyran, M. Grzybek – Mikroelektroniczne elementy i układy cyfrowe, WkiŁ W-wa 1975.
5. J. Baranowski, B. Kalinowski, Z. Nosal – Układy i systemy cyfrowe cz. III, WNT W-wa 1994.
6. M. Kręciejewski – Układy cyfrowe, Wyd. NOT-SIGMA Warszawa 1988.
7. J. Piecha – Elementy cyfrowe TTL. Laboratorium elektroniki, U. Śl. Katowice 1985.
8. Wł. Kalita – Podstawy elektroniki. Laboratorium elektroniki, P. Rz. Rzeszów 1983.
9. A. Michalski, F. Wysocka – Laboratorium elektroniki, WSP Bydgoszcz 1990.
10. T. Stacewicz, A. Kotlicki − Elektronika w laboratorium naukowym, PWN Warszawa 1994.
11. Internet - strony www.
