Материал: 999

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Воронежская государственная лесотехническая академия»

МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА

Методические указания к лабораторным работам для студентов специальностей

210200 (220301) – Автоматизация технологических процессов и производств (лесной комплекс),

240400 (190702) – Организация и безопасность движения (автомобильный транспорт)

Воронеж 2007

2

УДК 681.325

Данилов, А. Д. Микропроцессорная техника [Текст] : метод. указания к лабораторным работам для студентов специальностей 210200 (220301) – Автоматизация технологических процессов и производств (лесной комплекс), 240400 (190702) – Организация и безопасность движения (автомобильный транспорт) / А. Д. Данилов, В. И. Кочетов, М. А. Кривотулова ; Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2007. − 20 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ГОУ ВПО «ВГЛТА»

Рецензент д-р техн. наук, проф. Ю.С. Сербулов

Научный редактор д-р техн. наук, проф. В.С. Петровский

3

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

Универсальный стенд предназначен для выполнения нескольких лабораторных робот. Он содержит блок питания, блок управления и ввода информации, блок индикации. Стенд имеет разъем XI, в который вставляются сменные платы, зависящие от содержания выполняемой работы. Принципиальная схема блоков индикации, управления и ввода информации представлена на рис.1.

На передней (наклонной) панели стенда установлены тумблеры (SA1 – SA5) и кнопки (SB1 – SB3) ввода информации и задания режимов работы исследуемых устройств. Выводы всех тумблеров и кнопок, кроме SB1, подключены непосредственно к контактам разъема X1.

Переключатели SA1 – SA4, SВ2 и SB3 предназначены для подачи логических сигналов с уровнями "0" (соответствующий вывод замкнут на общий провод) или "1" (вывод – на +5В). Тумблер SA5 подключается всеми своими выводами к разъему и поэтому может использоваться в качестве переключателя "двух сигналов в одну линию" или наоборот, "одного сигнала на два направления". Кнопка SB1 подключена к схеме зашиты от "дребезга" на триггере (микросхема D1.1.). С помощью этой кнопки на выходе триггера (27 контакт разъема X1) формируется одиночный импульс с крутыми фронтами, необходимый для нормальной работы исследуемых триггеров, регистров и счетчиков. При нажатии SB1 на 27 контакте появляется логический 0, а при отпускании – логическая 1. Этот блок в дальнейшем на схемах обозначается как формирователь одиночного импульса (Fn).

Ha передней панели блока установлен светодиодный дисплей для индикации режимов работы, а также входной и выходной информации исследуемого устройства. Дисплей состоит из девяти светодиодов HL1 – HL9, позволяющих индицировать в 9 разрядах уровни логической "1"(светодиоды светятся) и логического "0" (не светятся), и семисегментного индикатора HG1 для индикации числа в десятичном или шестнадцатиричном кодах.

Индикатор HG1 подключается к исследуемой схеме через дешифратор на ИМС D5, преобразующий четырехразрядный двоичный код (на контактах 11 – 14 разъема X1) в семисегментный код индикатора HG1. При низком уровне напряжения на входе 14 ИМС D5 (контакт 15 разъема X1) на индикаторе HG1 индицируется число в десятичном коде, при высоком уровне – в шестнадцатиричном. Светодиоды HL1 – HL9 подключаются к элементам схемы через инверторы D3.1 – D3.4, D3.6. D4.1 – ГМ.4. В дальнейшем устройство, содержащее дешифратор D5, индикатор HG1, инверторы с подключенными к ним светодиодами НL1 – HL9, обозначается как блок индикации (БИ).

5

Помимо описанных устройств ввода и вывода информации стенд содержит следующие вспомогательные устройства:

− инвертор на элементе D4.5, используемый при работе с платами D3,

D4;

−генератор прямоугольных импульсов на элементах D2.1 – D2.3 с выходом на X1/30. Частота колебаний генератора в пределах 2...10 кГц:

−инвертор на элементе D2.6, используемый при работе с платой П6.

Тумблеры и кнопки, формирователь F , инверторы D2.6 и D4.5 образуют блок управления.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 1

Исследование логических элементов

Цель работы – исследование поведения основных логических элементов при подаче на них двоичных потенциальных сигналов.

Описание сменной платы П1

Схема платы П1 приведена на рис. 2. Плата обведена пунктиром, а ключи и индикаторы находятся на стенде. В качестве элемента D1 используется ИМС К155ЛЕ1, D2 – К155ЛА3, D3 – К155ЛП5.

Порядок выполнения работы

1.Выделить и изобразить отдельно схему реализации логической функции Y = X1 X2. Экспериментально получить таблицу истинности функции (карта 1.2).

2.Аналогично п.1, но для Y = X1 X2 (карта 1.1).

3.Аналогично п.1. на для Y = X1 X2 (карта 1.4).

4.Аналогично п.1, но для Y = X1 X2 (карта 1.3).

5.Используя элемент D3 "исключающее ИЛИ" (сложение по модулю 2), выделить и изобразить отдельно схему реализации функции Y = X1+ X2. Экспериментально получить и заполнить таблицу истинности функции. Синтезировать функцию на элементам И-НЕ и изобразить полученную схему (карта 1.5).

6. Аналогично п.1, но для Y = X1 X2 (иначе Х1Х – "исключающее ИЛИ-НЕ", равнозначность) (карта 1.6).