ΑΣΚΗΣΗ 1 ΛΟΓΙΚΕΣ ΠΥΛΕΣ (Α)

Transcript

1 ΑΣΚΗΣΗ 1 ΛΟΓΙΚΕΣ ΠΥΛΕΣ (Α) Αντικείμενο της άσκησης: Η χρήση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων (ΟΚ), η συνδεσμολόγησή τους στην κάρτα εργασίας (bread-board) και η κατανόηση της λογικής συμπεριφοράς των ψηφιακών πυλών. Τα δομικά στοιχεία των όλων των ψηφιακών κυκλωμάτων είναι οι λογικές πύλες. Οι λογικές πύλες είναι ηλεκτρονικά κυκλώματα και είναι διαθέσιμες στο εμπόριο σε μορφή συμπαγών ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων (ΟΚ). Τα απλά και χαμηλής ολοκλήρωσης ΟΚ περιέχουν διακριτές λογικές πύλες, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε αυτόνομα, δηλαδή η κάθε μία ξεχωριστά ή συνδεσμολογημένες μεταξύ τους, υλοποιώντας απλά ψηφιακά κυκλώματα. Περισσότερα στοιχεία, πληροφορίες και καταλόγους ΟΚ απαραίτητα για την παρούσα άσκηση μπορείτε να βρείτε στο αντίστοιχο κεφάλαιο της εισαγωγής. Πειραματική διαδικασία: 1. Το πολυμηχάνημα που έχετε στο εργαστηριακό σας πάγκο, σας παρέχει σε διακριτή μορφή όλες τις βασικές πύλες. Στόχος του ερωτήματος αυτού είναι να ανατρέξετε στις σημειώσεις σας να εντοπίσετε τον θεωρητικό πίνακα αληθείας κάθε μιας από τις πύλες αυτές και να τον επαληθεύσετε πειραματικά συνδεσμολογώντας κατάλληλα μια πύλη από κάθε κατηγορία. A P1 B P2 ΠΥΛΗ Y Led bit 0 Σχήμα 1:Προτεινόμενο κύκλωμα για την εξέταση των λογικών πυλών. ΑΣΚΗΣΗ 1 1

2 AND OR NAND NOR XOR ΑΣΚΗΣΗ 1 2

3 NOT Α Υ Α Υ Χρησιμοποιώντας τις πληροφορίες που υπάρχουν στο τέλος αυτής της άσκησης, αναγνωρίστε τον τύπο και τα περιεχόμενα, των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων που είναι τοποθετημένα στην κάρτα εργασίας ( bread-board), (πχ 74LS04, 6 πύλες NOT). 3. Σχεδιάστε τα περιεχόμενα, αριθμήστε τους ακροδέκτες (pin out) και συμπληρώστε τους πίνακες αλήθειας των πυλών κάθε ολοκληρωμένου κυκλώματος που βρίσκεται στην κάρτα εργασίας (bread-board). ΑΣΚΗΣΗ 1 3

4 4. Τροφοδοτείστε τους ακροδέκτες του πρώτου ολοκληρωμένου με +5V τον ακροδέκτη Vcc και 0 V στον ακροδέκτη GND. 5. Συνδεσμολογήστε τις εισόδους της πρώτης πύλης (Σχήμα 1) σε δύο μεταγωγούς μιας επαφής δυο θέσεων (πχ Ρ0,Ρ1) και την έξοδο σε ένα led απεικόνισης (πχ Bit 0), του πολυοργάνου. (Η αντίσταση προστασίας σε σειρά του led απεικόνισης, υπάρχει εσωτερικά του όργάνου). Δώστε όλες τις δυνατές θέσεις στους μεταγωγούς της εισόδου, ελέγξτε τη λειτουργία της πύλης παρακολουθώντας το led απεικόνισης (Αναμμένο=1, Σβηστό=0) και συμπληρώστε την αντίστοιχη στήλη του Πίνακα 1 για αυτόν τον τύπο πύλης (πίνακας αλήθειας). ΑΣΚΗΣΗ 1 4

5 A P1 B P2 ΠΥΛΗ Y Led bit 0 Σχήμα 2: Προτεινόμενο κύκλωμα για την εξέταση των λογικών πυλών των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. 6. Αν η πύλη που εξετάσατε δεν δίνει πίνακα αλήθειας σύμφωνα με τα αναμενόμενα επαναλάβατε την ίδια διαδικασία για την επόμενη πύλη του ιδίου ολοκληρωμένου κυκλώματος κοκ. 7. Αποσυνδέστε την τροφοδοσία +5V Vcc και 0 V στον GND από το ολοκληρωμένο κύκλωμα. 8. Επαναλάβετε διαδοχικά τα βήματα 3 6 για τα υπόλοιπα ολοκληρωμένα που υπάρχουν στο breadboard. Α Β Πίνακας 1: Πίνακες αληθείας των βασικών λογικών πυλών. Τύπος ΟΚ 74ΧΧΧ Περιγραφή περιεχομένου 00 00A Quad 2-Input NAND Gates 01 Quad 2-Input NAND Gates with Open Collector Outputs 02 02A Quad 2-Input NOR Gates 03 Quad 2-Input NAND Gates with Open Collector Outputs 04 04B Hex Inverters 05 05A Hex Inverters with Open Collector Outputs 06 Hex Inverters with Open Collector Outputs 07 Hex Buffers with Open Collector Outputs 08 Quad 2-Input AND Gates 09 Quad 2-Input AND Gates with Open Collector Outputs 10 10A Triple 3-Input NAND Gates 11 11A Triple 3-Input AND Gates 14 Hex Schmitt Trigger Inverters ΑΣΚΗΣΗ 1 5

6 16 Hex Inverters with Open Collector Outputs 17 Hex Buffers with Open Collector Outputs 19A Hex Schmitt Trigger Inverters 20 20A Dual 4-Input NAND Gates 21 21A Dual 4-Input AND Gates 25 Dual 4-Input NOR Gates with Strobe 26 Quad 2-Input NAND Gates with Open Collector Outputs 27 27A Triple 3-Input NOR Gates 30 30A 8-Input NAND Gate 31 Delay Elements 32 Quad 2-Input OR Gates 33 33A Quad 2-Input NOR Gates with Open Collector Outputs 35A Hex Buffers with Open Collector Outputs 37 37A Quad 2-Input NAND Buffers 38 38B Quad 2-Input NAND Buffers with Open Collector Outputs 42 BCD-to-Decimal Decoder 45 BCD-To-Decimal Decoder / Driver 47 47A BCD-To-7 Segment Decoder / Driver 51 2-Wide 2-Input,2-Wide 3-Input AND-OR-INVERT Gate 54 4-WIDE 2(3)-Input AND-OR-INVERT Gate Input AND-OR-INVERT Gate 73A Dual J-K Flip-Flop with Clear 74 74A Dual D-Type Flip-Flop with Preset and Reset 75 Quad Bistable Latches 85 4-Bit Magnitude Comparator 86 86A Quad 2-Input Exclusive-OR Gates ΑΣΚΗΣΗ 1 6

7 7408 QUAD2-INPUT AND GATE 7432 QUAD2-INPUT OR GATE 7400 QUAD 2-INPUT NAND GATE 7404 HEX INVERTER 7402 QUAD 2-INPUT NOR GATE 7486 QUAD 2-INPUT EX-OR ΑΣΚΗΣΗ 1 7