Απαριθμητές (Ασύγχρονοι Σύγχρονοι, Δυαδικοί Δεκαδικοί)

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ & ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Εργαστήριο Ηλεκτρονικών Εφαρμογών Ψηφιακά Ολοκληρωμένα Κυκλώματα & Συστήματα Εργαστηριακή Άσκηση 0 Απαριθμητές (Ασύγχρονοι Σύγχρονοι, Δυαδικοί Δεκαδικοί). Ασύγχρονος Δυαδικός Απαριθμητής 0 0 +V UA 0 UB UA 0 UB Ασύγχρονος δυαδικός απαριθμητής.. Χρησιμοποιώντας την πλακέτα που δείχνεται στο Συνημμένο κάντε τις απαραίτητες παρεμβάσεις ώστε να λειτουργεί σαν Ασύγχρονος Δυαδικός Απαριθμητής.. Ρυθμίστε την γεννήτρια σε μία χαμηλή συχνότητα (Hz) και επιβεβαιώστε οπτικά (παρακολουθώντας τα LEDs) την καλή λειτουργία του απαριθμητή (μετρά δεκαέξι.. Αυξήστε την συχνότητα της γεννήτριας (πχ: ΜΗz) και με αναφορά τη πίπτουσα παρυφή του μετρήστε τις καθυστερήσεις που σημειώνονται στο φύλο μετρήσεων... Κάντε τις απαραίτητες ενέργειες και μετρήσεις ώστε να μπορέσετε να απαντήσετε στα παρακάτω ερωτήματα Τι θα συνέβαινε αν συνδέσουμε τα / στα του επόμενου FF; Υπολογίσατε την μέγιστη συχνότητα καλής λειτουργίας του απαριθμητή. Είναι ίδια με την μέγιστη συχνότητα εισόδου; Είναι όλες οι καθυστερήσεις των Flip-Flop περίπου ίδιες; Γιατί η καθυστέρηση του πρώτου Flip-Flop είναι μεγαλύτερη; (η ερώτηση ισχύει αν χρησιμοποιείτε TTL ή LS ολοκληρωμένα). Σχεδιάστε το διάγραμμα καταστάσεων του απαριθμητή. Ασύγχρονος Δεκαδικός Απαριθμητής 0 + V UA UB UA UB UA Ασύγχρονος δεκαδικός απαριθμητής.. Χρησιμοποιώντας την πλακέτα που δείχνεται στο Συνημμένο κάντε τις απαραίτητες παρεμβάσεις ώστε να λειτουργεί σαν Ασύγχρονος Δεκαδικός Απαριθμητής

2 .. Ρυθμίστε την γεννήτρια σε μία χαμηλή συχνότητα (Hz) και επιβεβαιώστε οπτικά.. Αυξήστε την συχνότητα της γεννήτριας (πχ: ΜΗz) και με αναφορά τη πίπτουσα παρυφή του μετρήστε τις καθυστερήσεις που σημειώνονται στο φύλο μετρήσεων... Κάντε τις απαραίτητες ενέργειες και μετρήσεις ώστε να μπορέσετε να απαντήσετε στα παρακάτω ερωτήματα: Υπολογίσατε την μέγιστη συχνότητα καλής λειτουργίας του απαριθμητή. Εξηγείστε γιατί ο παλμός είναι στενός. Διατυπώστε την αιτία κακής λειτουργίας του συγκεκριμένου απαριθμητή. Σχεδιάστε έναν απαριθμητή που να μετρά από το μέχρι το 0 (down counter). Είναι κατάλληλα αυτά τα Flip-Flops; Ποία επιπλέον είσοδο θα έπρεπε να διαθέτουν; Σχεδιάστε το διάγραμμα καταστάσεων του απαριθμητή.. Ασύγχρονος Δεκαδικός Απαριθμητής με LATCH 0 +V UA UB UA UB IC.IC LS 00 UA UB LS00 G UD N UC LS00 0 Ασύγχρονος δεκαδικός απαριθμητής με Latch.. Χρησιμοποιώντας την πλακέτα που δείχνεται στο Συνημμένο κάντε τις απαραίτητες παρεμβάσεις ώστε να λειτουργεί σαν Ασύγχρονος Δεκαδικός Απαριθμητής με Latch.. Ρυθμίστε την γεννήτρια σε μία χαμηλή συχνότητα (Hz) και επιβεβαιώστε οπτικά.. Αυξήστε την συχνότητα της γεννήτριας (πχ: ΜΗz) και με αναφορά τη πίπτουσα παρυφή του μετρήστε τις καθυστερήσεις που σημειώνονται στο φύλο μετρήσεων... Κάντε τις απαραίτητες ενέργειες και μετρήσεις ώστε να μπορέσετε να απαντήσετε στα παρακάτω ερωτήματα: Ποιο είναι το πρόβλημα που λύνει το LATCH?. Υπάρχει άλλος τρόπος να λύσουμε το συγκεκριμένο πρόβλημα; Συγκρίνατε την ταχύτητα καλής λειτουργίας των δύο ασύγχρονων δεκαδικών απαριθμητών (θεωρείστε είσοδο τετραγωνικό παλμό με duty cycle 0%). Σχεδιάστε το διάγραμμα καταστάσεων του απαριθμητή.. Σύγχρονος Δυαδικός Απαριθμητής.. Μελετήστε την τοπολογία του τυπωμένου κυκλώματος που δίδεται στο Συνημμένο σε συνδυασμό με το ηλεκτρονικό διάγραμμα του Σύγχρονου Δυαδικού Απαριθμητή. Βάλτε το umper στην κατάλληλη θέση ώστε η πλακέτα να υλοποιεί τον δυαδικό απαριθμητή.

3 .. Ρυθμίστε την γεννήτρια σε μία χαμηλή συχνότητα (Hz) και επιβεβαιώστε οπτικά (παρακολουθώντας τα LEDs) την καλή λειτουργία του απαριθμητή (μετρά δεκαέξι.. Έχοντας σαν αναφορά την πίπτουσα παρυφή των 0,, και διαδοχικά, μετρήστε πόσο χρόνο νωρίτερα έρχεται η πίπτουσα παρυφή του. (Σημ: Ρυθμίστε την γεννήτρια σε ψηλή συχνότητα πχ: MHz).. Σχεδιάστε στην αναφορά σας τον χρονισμό της πίπτουσας παρυφής του με τις πίπτουσες παρυφές του 0,, και και διαπιστώστε αν αυτές ανήκουν σε σύγχρονο απαριθμητή... Έχοντας σαν αναφορά την πίπτουσα παρυφή του, εξετάστε στον παλμογράφο και σχεδιάστε στην αναφορά σας τις κυματομορφές T, T και T για ένα πλήρη κύκλο απαρίθμησης ( καταστάσεις).. Σύγχρονος Δεκαδικός Απαριθμητής.. Μελετήστε την τοπολογία του τυπωμένου κυκλώματος που δίδεται στο Συνημμένο σε συνδυασμό με το ηλεκτρονικό διάγραμμα του Σύγχρονου Δεκαδικού Απαριθμητή. Βάλτε το umper στην κατάλληλη θέση ώστε η πλακέτα να υλοποιεί τον δεκαδικό απαριθμητή.. Ρυθμίστε την γεννήτρια σε μία χαμηλή συχνότητα (Hz) και επιβεβαιώστε οπτικά.. Έχοντας σαν αναφορά την πίπτουσα παρυφή των 0,, και διαδοχικά, μετρήστε πόσο χρόνο νωρίτερα έρχεται η πίπτουσα παρυφή του. (Σημ: Ρυθμίστε την γεννήτρια σε ψηλή συχνότητα πχ: MHz).. Σχεδιάστε στην αναφορά σας τον χρονισμό της πίπτουσας παρυφής του με τις πίπτουσες παρυφές του 0,, και και διαπιστώστε αν αυτές ανήκουν σε σύγχρονο απαριθμητή... Έχοντας σαν αναφορά την πίπτουσα παρυφή του, εξετάστε στον παλμογράφο και σχεδιάστε στην αναφορά σας τις κυματομορφές T, T, Τ και RST για ένα πλήρη κύκλο απαρίθμησης (0 καταστάσεις)... Κάντε το διάγραμμα καταστάσεων του απαριθμητή... Σχεδιάστε έναν σύγχρονο απαριθμητή modulo και κάντε το διάγραμμα καταστάσεων.

4 ΑΣΥΓΧΡΟΝΟΣ ΔYΑΔΙΚΟΣ ΑΠΑΡΙΘΜΗΤΗΣ ΑΣΥΓΧΡΟΝΟΣ ΔΕΚΑΔΙΚΟΣ ΑΠΑΡΙΘΜΗΤΗΣ ΑΣΥΓΧΡΟΝΟΣ ΔΕΚΑΔΙΚΟΣ ΑΠΑΡΙΘΜΗΤΗΣ ΜΕ LATCH umper CON Θέση B : Δυαδικός Ασύγχρονος Απαριθμητής Θέση D : Δεκαδικός Ασύγχρονος Απαριθμητής Θέση L : Δεκαδικός Ασύγχρονος Απαριθμητής με Latch ΣΥΝΗΜΜΕΝΟ

5 Σχηματικό και τυπωμένο κύκλωμα της άσκησης U A 0 U B 0 T 0 U B U A 0 T U A U A 00 B D um ber U D 00 RST T 0 U B 00 U B umper P Θέση B : Δυαδικός Σύγχρονος Απαριθμητής Θέση D : Δεκαδικός Σύγχρονος Απαριθμητής [RST] ΣΥΝΗΜΜΕΝΟ