Лабораторна робота № 2Дослідження ІС ТТЛ (ТТЛШ) груп ЛР і ЛД. Мета роботи: вивчення та практичне засвоєння інтегральних мікросхем ТТЛ (ТТЛШ) груп ЛР та ЛД, контролювання їх роботи за допомогою стенда та осцилоскопа. Вимоги до підготовки студентів. Перед початком виконання лабораторної роботи студент повинен знати: роботу стенду; принципи роботи мікросхем, що досліджуються, та їх основні параметри; монтажні схеми включення мікросхем, що досліджуються. Студент допускається до лабораторної роботи тільки за умови виконання ним усіх вище перелічених вимог та відповідної підготовки оформлення звіту. Загальні відомості. На рис.2.1 наведена принципова схема елемента логіки І-ЧИ-НЕ мікросхеми ЛР1 серії К155. Логічна функція І виконується багатоемітерними транзисторами VT1, VT2, так само, як в елементах групи ЛА. Функція ЧИ реалізується включеними паралельно транзисторами VT3 і VT4. Якщо хоча би один з них відкритий, через резистори R3, R4 та транзистор VT5 протікає струм, який створює для транзистора VT6 запираючий, а для VT7 – відпираючий потенціал на базі, і на виході елемента встановлюється рівень лог.0. Якщо ж VT3 і VT4 одночасно закриті, на виході встановлюється рівень лог.1. Схема має також виводи K і E, які можна використовувати для підключення додаткових зовнішніх схем, що розширюють логічні можливості елемента. / Рис.2.1. Принципова схема елементу логіки ІС ЛР1 серії К155. На рис.2.2 наведена принципова схема елементу розширення ЛД1 серії К155. Такі елементи в схемах самостійно не використовуються, а встановлюються разом з елементами типу ЛР. Транзистор VT1 реалізує функцію І, а колектор (K) та емітер (E) транзистора VT2 підключаються до відповідних входів елементу ЛР. На рис.2.3 наведені умовні графічні позначення мікросхем ЛР та ЛД, а в табл.2.1 – основні параметри мікросхем ЛР та ЛД різних серій ТТЛ (ТТЛШ) – середня споживана потужність (Pсер) та середня затримка (tсер). / Рис.2.2. Принципова схема елементу розширення ІС ЛД1 серії К155. Таблиця 2.1 Позн. ІС К155 К555 КР1533
/ Рис.2.3. Умовні графічні позначення мікросхем ЛР та ЛД. В лабораторній роботі досліджується мікросхема ЛР1 в статичному та динамічному режимах. На рис.2.4 наведено монтажну схему включення елементу мікросхеми ЛР1 для дослідження в статичному режимі, а в табл.2.2 – таблицю істинності цього елементу. Входи елементу підключаються до розрядів регістра бітів стенду (RB1…RB4), а вихід – до одного з розрядів індикатора бітів (IB1). / Рис.2.4. Монтажна схема включення елементу ЛР1 для дослідження в статичному режимі. Таблиця 2.2 RB1 RB2 RB3 RB4 IB1
0 0 0 0 1
0 0 0 1 1
0 0 1 0 1
0 0 1 1 0
0 1 0 0 1
0 1 0 1 1
0 1 1 0 1
0 1 1 1 0
1 0 0 0 1
1 0 0 1 1
1 0 1 0 1
1 0 1 1 0
1 1 0 0 0
1 1 0 1 0
1 1 1 0 0
1 1 1 1 0
Монтажна схема включення елементу ЛР1 для дослідження в динамічному режимі наведена на рис.2.5(а), а часові діаграми вхідних та вихідних сигналів – на рис.2.5(б). Входи елементу підключаються до виходів подільника частоти стенду (F/2, F/4, F/8, F/16), на вхід якого (F) подаються прямокутні імпульси (меандр) з частотою 8 кГц (8kHz). Крім того, сигнали з входів та з виходу елементу подаються на входи 8-канального комутатора (1K…6K). Вихід комутатора (Out) підключається до першого каналу осцилоскопа (Osc1). Синхронізація осцилоскопа (Sync) здійснюється по сигналу F/16. / Рис.2.5. Монтажна схема включення елементу ЛР1 для дослідження в динамічному режимі (а) і часові діаграми вхідних та вихідних сигналів (б). На рис.2.6(а) наведено монтажну схему для дослідження однорозрядного мультиплексора, реалізованого на мікросхемі ЛР1. Перший елемент мікросхеми використовується в якості керованого комутатора сигналів F/2 і F/4, а другий – в якості інвертора керуючого сигналу. Керування мультиплексором здійснюється за допомогою розряду регістра бітів (RB1). Часові діаграми вхідних та вихідних сигналів мультиплексора при RB1=1 та RB1=0 наведено на рис.2.6(б). / Рис.2.6. Монтажна схема для дослідження однорозрядного мультиплексора на основі ІС ЛР1 (а) і часові діаграми вхідних та вихідних сигналів (б). Порядок виконання лабораторної роботи. Увімкнути живлення осцилоскопа та стенда. Скласти на стенді монтажну схему включення елементу логіки ЛР1 для дослідження в статичному режимі (рис.2.4). Змінюючи стани входів елементу за допомогою регістра бітів, спостерігати на індикаторі бітів відповідність вихідних станів схеми таблиці істинності (табл.2.2). Скласти на стенді монтажну схему включення елементу логіки ЛР1 для дослідження в динамічному режимі (рис.2.5(а)). Спостерігати на екрані осцилоскопа часові діаграми вхідних та вихідних сигналів елементу, порівняти їх із рис.2.5(б). Повторити п.4 та п.5 з урахуванням індивідуального завдання (табл.2.3). Скласти на стенді монтажну схему для дослідження однорозрядного мультиплексора на мікросхемі ЛР1 (рис.2.6(а)). Спостерігати на екрані осцилоскопа часові діаграми вхідних та вихідних сигналів мультиплексора при значеннях керуючого сигналу 1 та 0, порівняти їх із рис.2.6(б). Вимкнути живлення осцилоскопа і стенда. Зміст звіту. Принципові схеми елементів логіки мікросхем ЛР1 та ЛД1 серії К155. Умовні графічні позначення досліджуваних мікросхем та їх основні технічні характеристики. Таблиця істинності елементу логіки мікросхеми ЛР1. Монтажні схеми включення на лабораторному стенді. Часові діаграми вхідних та вихідних сигналів. Висновки. Контрольні питання. Функціональний склад мікросхем груп ЛР і ЛД. Принципи дії елементів логіки мікросхем ЛР1 та ЛД1. Робота стенду. Індивідуальні завдання. Варіанти індивідуальних завдань наведені в табл.2.3. Номер варіанта визначається порядковим номером студента в журналі обліку відвідування групи (підгрупи). Таблиця 2.3 Вар. 2K 3K 4K 5K Вар. 2K 3K 4K 5K
