Текст книги "Сборник лабораторных работ по цифровым устройствам. Для колледжей"

Лабораторная работа №29
«Исследование работы регистров»

Порядок выполнения работы

1. Запустить программу исследования работы элементов и устройств электроники и микроэлектроники «Elektroniks Workbehch».

2. Собрать схему (рис.1) для исследования работы 4-разрядного регистра параллельного действия (регистра D-типа).

3. Развернуть панель функционального генератора и установить настройки так, как указано в ЛР 25.

4. Подать на информационные входы регистра поочередно два кода из табл.1.

5. Убедиться, что на выходах эти коды не появляются, то есть запись кодов в регистр не производится. Записать в отчете: почему не производится запись кодов в регистр? Результаты показать преподавателю

6. Вход С регистра подключить к выходу функционального генератора.

7. Два раза нажать на клавишу Step. Убедиться, что заданные коды подаются на входы регистра. Также убедиться, что эти коды появляются на выходах, то есть запись кодов в регистр производится. Записать в отчете: почему в данном случае, в отличие от предыдущего пункта, запись кодов в регистр производится? Результаты показать преподавателю.

8. Собрать схему (рис.2) для исследования 4-разрядного регистра последовательного действия (сдвигающего регистра).

9. Развернуть панель генератора сигналов и выставить его настройки так, как показано на рис.3.

10. Нажать на клавишу Step. Убедиться, что на вход DSR подается сигнал 1, но не записывается в регистр. Записать в отчете: почему не производится запись сигнала 1 в регистр? Результат показать преподавателю.

11. Вход С регистра подключить к выходу функционального генератора.

12. 4 раза нажать на клавишу Step. Записать в отчете:

– почему в данном случае, в отличие от предыдущего пункта, регистр срабатывает?

– что происходит в регистре?

Результаты показать преподавателю.

Выполнение лабораторной работы

1. Запускаем программу исследования работы элементов и устройств электроники и микроэлектроники «Elektroniks Workbehch».

2. Собираем схему (рис.1) для исследования работы 4-разрядного регистра параллельного действия (регистра D-типа).

3. Разворачиваем панель функционального генератора и устанавливаем настройки так, как указано в ЛР 25.

4. Выполняем настройку генератора сигналов аналогично подробно описанной в лабораторной работе №11. В результате генератор сигналов примет вид, показанный на рис.4.

5. Нажимаем на клавишу Step и получаем картинку, изображенную на рис.5.

Здесь видно, что заданный в табл.1 код 0001 подается на информационные входы D3,D2,D1,D0, но в регистр не записывается, то есть не появляется на выходах Q3,Q2,Q1,Q0.

6. Еще раз нажимаем на клавишу Step и получаем картинку, изображенную на рис.6.

Здесь видно, что заданный в табл.1 код 1101 подается на информационные входы D3,D2,D1,D0, но в регистр снова не записывается, то есть не появляется на выходах Q3,Q2,Q1,Q0.

7. Запись кодов в регистр в этих двух случаях не производится, так как на вход С не подаются разрешающие синхросигналы от выхода функционального генератора.

8. Подключаем вход С регистра к выходу функционального генератора.

9. Нажимаем на клавишу Step и получаем картинку, изображенную на рис.7.

Сейчас подаваемый на входы D3,D2,D1,D0 код 0001 записывается в регистр, то есть появляется на выходах Q3,Q2,Q1,Q0.

10. Еще раз нажимаем на клавишу Step и получаем картинку, изображенную на рис.8.

Сейчас подаваемый на входы D3,D2,D1,D0 код 1101 записывается в регистр, то есть появляется на выходах Q3,Q2,Q1,Q0.

11. Запись кодов в регистр в этих двух случаях производится, так как на вход С подаются разрешающие синхросигналы от выхода функционального генератора.

12. Собираем схему (рис.2) для исследования 4-разрядного регистра последовательного действия (сдвигающего регистра).

13. Разворачиваем панель генератора сигналов и выставляем его настройки так, как показано на рис.3.

14. Нажимаем на клавишу Steр и получаем картинку, изображенную на рис.9.

Здесь мы видим, что на вход DSR подается сигнал 1, но не записывается в регистр, потому что не подаются разрешающие синхроимпульсы от функционального генератора.

15. Вход С регистра подключаем к импульсному выходу генератора сигналов.

16. 4 раза нажимаем на клавишу Step и получаем картинки, изображенные на рис.10,11,12,13.

Здесь на первой картинке мы видим, что на вход DSR подается сигнал 1, который по первому разрешающему синхросигналу на входе С от функционального генератора записывается в первый триггер регистра и устанавливается на выходе Q0. 2-й синхросигнал вызывает передвижение сигнала 1 с выхода Q0 на выход Q1, 3-й – с выхода Q1 на выход Q2 и последний 4-й – с выхода Q2 на выход Q3.

Лабораторная работа №30
«Исследование работы ИМС регистра в статическом режиме»

Предварительное задание

Перед выполнением задания следует рассмотреть примеры 1—4 из §4.7 [Л1].

1. Начертить два рисунка микросхемы регистра К555ИР11 (рис.1).

2. Указать карандашом значения сигналов на всех выводах первого рисунка этой микросхемы для параллельной загрузки в регистр кода, указанного в табл.1

3. Указать ручкой значения сигналов на всех входах и выходах первого рисунка микросхемы регистра при переходе к режиму хранения.

4. Еще раз карандашом указать значения сигналов на всех входах и выходах второго рисунка микросхемы регистра в режиме сброса.

5. Снова ручкой указать значения сигналов на всех выводах второго рисунка микросхемы регистра для последовательной записи в регистр первого сигнала кода, указанного в табл.1, со сдвигом, также указанным в табл.1. Предыдущее состояние – в результате выполнения задания 4.

Порядок выполнения работы

1. Запустить программу исследования работы элементов и устройств электроники и микроэлектроники «Elektroniks Workbehch».

2. Собрать схему (рис.2) для исследования работы микросхемы SN74LS194N фирмы «Texas Instruments Inc.» (российский аналог – микросхема К555ИР11), содержащей 4-разрядный универсальный реверсивный регистр, в статическом режиме.

3. Развернуть панель функционального генератора и установить настройки так, как указано в ЛР 25.

4. Показать преподавателю работу регистра для параллельной записи в регистр кода из предварительного задания к данной лабораторной работе.

5. Показать преподавателю работу регистра в случае перехода к режиму хранения.

6. Показать преподавателю работу регистра при сбросе.

7. Показать преподавателю работу регистра для последовательной записи в регистр первого сигнала кода, указанного в табл.1, со сдвигом, также указанным в табл.1.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Для примера рассмотрим вариант №1.

Выполнение предварительного задания

1. Первым согласно заданию следует выполнить параллельную загрузку в регистр кода 0111 (табл.1).

Тогда заданный код 0111 подаем на информационные входы DCBA (рис.3).

Одновременно на входы S0,S1 подаем сигналы 11, разрешающие параллельную загрузку (сигналы на входах S0,S1, которые включают нужный режим работы, определяются по табл.4.2 из §4.7 [Л1]).

На входы SR и SL сейчас можно подавать любые сигналы (знак «х»), так как управляющие сигналы 11 на входах S0,S1 отключают цепи для последовательной работы.

На вход CLR обязательно должен подаваться пассивный сигнал 1 (здесь пассивным сигналом является 1, так как данный вход – инверсный статический), так как в противном случае произойдет сброс и загрузки нужного кода не будет (вход CLR имеет приоритет перед всеми остальными входами).

Теперь подаем синхросигнал на вход CLK от функционального генератора, и регистр срабатывает; срабатывать он будет от переднего фронта импульса, так как данный вход – прямой динамический (смотрите §4.7 из [Л1]).

В результате на выходах регистра устанавливается код 0111, который мы подавали на входы DCBA.

2. Рассмотрим переход регистра в режим хранения.

Для обеспечения данного режима на входы S0,S1 подаем сигналы 00 (рис.3) согласно табл.4.2 из §4.7 [Л1].

На входы DCBA, SR и SL, а также CLK сейчас можно подавать любые сигналы (знак «х»), так как управляющие сигналы 00 на входах S0,S1 блокируют указанные входы.

На вход CLR обязательно должен подаваться пассивный сигнал 1, так как в противном случае произойдет сброс и загруженный код сохраняться не будет.

В результате на выходах регистра сохраняется код 0111, который мы загрузили в пункте 1.

3. На рис.4 согласно заданию первым нужно выполнить сброс регистра.

Для этого подаем активный сигнал 0 на вход CLR.

На все остальные входы можно подавать любые сигналы (знак «х»), так как вход CLR все равно имеет перед ними приоритет.

В результате происходит сброс, и на прямых выходах регистра устанавливаются 0.

4. Вторым на рис.4 согласно заданию (табл.1) следует показать последовательную запись в регистр первого сигнала кода 0111 со сдвигом влево.

Цепь сдвига влево (смотрите рис.4.23 синим цветом из §4.7 [Л1]) идет от входа SL вверх к выходу QA. Поэтому подаем первый сигнал 1 кода 0111 на вход SL. Далее в процессе записи кода этот сигнал будет сдвигаться вверх (то есть влево) и в конце установится на выходе QA, как и должно быть согласно рис.3.

Для обеспечения данного режима на входы S0,S1 подаем сигналы 10 согласно табл.4.2 из §4.7 [Л1].

На входы SR и DCBA сейчас можно подавать любые сигналы (знак «х»), так как управляющие сигналы 10 на входах S0,S1 отключают цепь для последовательной работы со сдвигом вправо и цепи для параллельной работы..

На вход CLR обязательно должен подаваться пассивный сигнал 1, так как в противном случае произойдет сброс и записи нужного сигнала не будет (еще раз напомним: вход CLR имеет приоритет перед всеми остальными входами).

Теперь подаем синхросигнал на вход CLK от функционального генератора, и регистр срабатывает.

В результате сигнал 1, который подается на вход SL, записывается в первый триггер регистра и устанавливается на выходе QD. Сигнал 0 (в пункте 3 на всех выходах регистра в результате сброса были установлены 0) с выхода QD сдвигается на выход QC, сигнал 0 с выхода QC сдвигается на выход QB, сигнал 0 с выхода QB сдвигается на выход QA, а сигнал 0 с выхода QA уходит из регистра.

Выполнение лабораторной работы

1. Запускаем программу исследования работы элементов и устройств электроники и микроэлектроники «Elektroniks Workbehch».

2. Собираем схему (рис.2) для исследования работы микросхемы SN74ALS112 фирмы «Texas Instruments Inc.» в статическом режиме.

3. Разворачиваем панель функционального генератора и устанавливаем настройки так, как указано в ЛР 25.

4. Выполняем настройку генератора сигналов аналогично подробно описанной в лабораторной работе №11. Для определенности вместо знаков «х» на входах поставим везде сигналы 1 (на входе CLK оставим прямоугольный импульс от функционального генератора, чтобы не менять схему). В результате генератор сигналов примет вид, показанный на рис.5.

5. Нажимаем на клавишу Step. В результате получаем картинку, показанную на рис.6. Сверяем полученный результат с выполненным красным цветом предварительным заданием на рис.3 и видим полное совпадение. На выходах действительно устанавливается код 0111, который подается на входы DCBA.

6. Еще раз нажимаем на клавишу Step. В результате получаем картинку, показанную на рис.7. Сверяем полученный результат с выполненным синим цветом предварительным заданием на рис.3 и снова видим полное совпадение. На выходах действительно сохраняется код 0111, который был загружен в регистр в предыдущем пункте, независимо от значений сигналов на входах DCBA, SR и SL.

7. Третий раз нажимаем на клавишу Step. В результате получаем картинку, показанную на рис.8. Сверяем полученный результат с выполненным красным цветом предварительным заданием на рис.4 и опять видим полное совпадение. Действительно, при подаче активного сигнала 0 на вход CLR происходит сброс и на прямых выходах всех триггеров устанавливаются 0, причем независимо от значений сигналов на других входах.

8. И последний раз нажимаем на клавишу Step. В результате получаем картинку, показанную на рис.9. Сверяем полученный результат с выполненным красным цветом предварительным заданием на рис.4 и в очередной раз видим полное совпадение. Сигнал 1, который подается на вход SL, действительно устанавливается на выходе QD независимо от значений сигналов на входах DCBA и SR.

Лабораторная работа №31
«Исследование работы ИМС регистра
в динамическом режиме»

Предварительное задание

Перед выполнением задания следует рассмотреть пример 5 из §4.7 [Л1].

1. С помощью временной диаграммы показать карандашом процесс последовательной загрузки в регистр К555ИР11 кода, указанного в табл.1 лабораторной работы №30, со сдвигом, указанным там же. Перед началом записи был выполнен сброс регистра. На диаграмме выделить записанный в регистр код.

2. Продолжить ручкой эту же диаграмму для показа процесса последовательного вывода из регистра кода, записанного в пункте 1, с тем же сдвигом. Чем заполнять освобождающиеся разряды – каждый выбирает сам. На диаграмме выделить код, выведенный из регистра на выход.

Порядок выполнения работы

1. Запустить программу исследования работы элементов и устройств электроники и микроэлектроники «Elektroniks Workbehch».

2. Собрать схему (рис.1) для исследования работы микросхемы SN74LS194N фирмы «Texas Instruments Inc.» (российский аналог – микросхема К555ИР11), содержащей 4-разрядный универсальный реверсивный регистр, в динамическом режиме.

3. Развернуть панель функционального генератора и установить настройки так, как указано в ЛР 25.

4. Развернуть панель логического анализатора Logic Analyzer (он уже встречался в лабораторной работе №2 Раздела 1) и при нажатии на клавишу Set установить в появившемся окне частоту 2 кГц (частота следования импульсов внутреннего источника синхросигналов).

5. Показать преподавателю работу регистра для последовательной загрузки в регистр К555ИР11 кода, указанного в табл.1 лабораторной работы №30, со сдвигом, указанным там же.

6. Показать преподавателю работу регистра для последовательного вывода из регистра кода, записанного в пункте 1, с тем же сдвигом. Чем заполнять освобождающиеся разряды – каждый выбирает сам.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Для примера продолжаем рассматривать вариант №1.

Выполнение предварительного задания

Примечание: подробное описание решения подобной задачи приведено в Примере 5 из §4.7 [Л1].

1. Строим красным цветом (рис.2) временную диаграмму для последовательной загрузки в регистр К555ИР11 кода 0111 со сдвигом влево (табл.1 из ЛР №30). Черным цветом указаны сигналы 0000 на выходах QA, QB, QC, QD, так как по заданию перед началом записи был выполнен сброс регистра. Какой сигнал действовал на входе SL до начала записи – безразлично, для определенности на рис.2. показана 1.

Напомним: сигнал на информационном входе SL должен быть установлен раньше прихода синхросигнала на вход CLK.

2. Продолжим синим цветом временную диаграмму рис.2 для показа процесса последовательного вывода из регистра кода 0111, записанного в пункте 1, со сдвигом влево. Для определенности будем заполнять освобождающиеся разряды нулями, для этого на вход SL подаем 0.

Выполнение лабораторной работы

1. Запускаем программу исследования работы элементов и устройств электроники и микроэлектроники «Elektroniks Workbehch».

2. Собираем схему (рис.1) для исследования работы микросхемы SN74LS194N фирмы «Texas Instruments Inc.» (российский аналог – микросхема К555ИР11).

3. Разворачиваем панель функционального генератора и устанавливаем настройки так, как указано в ЛР 25.

4. Выполняем настройку генератора сигналов (рис.3).

Устанавливаем частоту генератора 1 кГц.

Для загрузки заданного кода в регистр требуются 4 синхроимпульса (красные на рис.2). Для вывода кода из регистра – 3 синхроимпульса (синие на рис.2), так как первый сигнал 1 кода 0111 установился на выходе QA уже при записи. Поэтому в генераторе сигналов будем использовать 7 строк левой колонки с адресами 0000…0006. Соответственно в окошке Final печатаем адрес последней нужной строки: 0006.

Какие сигналы подавать на входы для последовательной загрузки в регистр первого сигнала 1 кода 0111 со сдвигом влево, мы определились в пункте 4 «Выполнения предварительного задания» с учетом пункта 3 «Выполнения лабораторной работы», а также проверили результат в пункте 8 на рис.9 «Выполнения лабораторной работы» из лабораторной работы №30 (снизу вверх): 111111110 (в шестнадцатиричном коде – 01FE). Это повторяется три раза для записи сигналов 1 кода 0111. Для записи последнего 0 из кода 0111 его нужно подать на вход SL, поэтому на входах будут действовать сигналы: 111110110 (в шестнадцатиричном коде – 01F6).

При выводе кода из регистра согласно пункту 2 «Выполнения предварительного задания» к данной лабораторной работе будем заполнять освобождающиеся разряды нулями, для этого на вход SL подаем 0. Следовательно, на входах еще три раза будут действовать сигналы: 111110110 (в шестнадцатиричном коде – 01F6).

5. Выполняем настройку логического анализатора.

Разворачиваем панель, нажимаем на клавишу Set и устанавливаем в появившемся окне частоту 2 кГц (частота следования импульсов внутреннего источника синхросигналов). Никакие другие настройки не трогать!

6. Нажимаем на клавишу Burst. В результате получаем картинку, показанную на рис.4.

7. Выделим крупнее результат измерений на экране логического анализатора (рис.5).

Сверяем полученный результат с выполненным предварительным заданием на рис.2 и видим полное совпадение. При записи на выходах QD, QC, QB, QA от положительного перепада напряжения 4-го синхросигнала действительно устанавливается код 0111, который последовательно подавался на вход SL. При считывании на выходе QA последовательно формируется выходящий из регистра код 0111, начиная с сигнала 1.

Примечание: выделения и поясняющие надписи выполнены автором.

Дополнение:

Цифровые значения выходных сигналов можно проследить в окошках левой стороны панели логического анализатора. Например, если 4 раза нажать на клавишу Step, то получится картинка, показанная на рис.6.

Лабораторная работа №32
«Исследование работы ИМС декадного счетчика
в статическом режиме»

Предварительное задание

Перед выполнением задания следует рассмотреть примеры 1—3 из §4.12 [Л1].

1. Начертить два рисунка микросхемы декадного счетчика КР1533ИЕ6 (рис.1).

Декадный реверсивный счетчик. Назначение выводов:

ABCD – информационные входы для предварительной загрузки в счетчик кода числа, с которого начнется счет.

LOAD – вход разрешения предварительной загрузки. При подаче на этот вход активного сигнала входы UP и DOWN блокируются.

UP – счетный вход в режиме суммирования.

DOWN – счетный вход в режиме вычитания.

На счетные входы подаются импульсы, причем срабатывать счетчик будет от переднего фронта (так как данный вход – прямой динамический) этих импульсов (смотрите §4.7 из [Л1]). При использовании любого счетного входа на другом счетном входе должен постоянно поддерживаться уровень логической 1.

CLR – вход сброса.

QA, QB, QC, QD – выходы, где формируется результат счета в виде двоично-десятичного кода.

CO, ВО – выходы сигнализации окончания счета в режиме суммирования (СО) и в режиме вычитания (ВО). Здесь формируется активный сигнал при достижении конца счета: на выходах QA, QB, QC, QD = 1001 → код цифры 9 при суммировании и на выходах QA, QB, QC, QD = 0000 → код цифры 0 при вычитании. Установка активного сигнала на выходе СО (или ВО) производится задним фронтом импульса, который переводит счетчик в указанное конечное состояние. Передний фронт следующего импульса переводит выход СО (или ВО) в пассивное состояние. При суммировании на выходе ВО, а при вычитании на выходе СО удерживается пассивный уровень.

Применяются для формирования сигнала переноса при каскадном соединении счетчиков.

2. Указать карандашом значения сигналов на всех входах и выходах первого рисунка микросхемы счетчика для предварительной загрузки в счетчик кода числа, указанного в табл.1.

Варианты 1,3,5

3. Указать ручкой значения сигналов на всех входах и выходах первого рисунка микросхемы счетчика в режиме счета при суммировании одного импульса, если предварительно в счетчик был загружен код из пункта 1.

4. Указать карандашом значения сигналов на всех входах и выходах второго рисунка микросхемы счетчика в режиме счета при вычитании одного импульса, если предварительно в счетчик был загружен код из пункта 1.

5. Указать ручкой значения сигналов на всех входах и выходах второго рисунка микросхемы счетчика при вычитании следующего импульса.

Варианты 2,4,6

3. Указать ручкой значения сигналов на всех входах и выходах первого рисунка микросхемы счетчика в режиме счета при вычитании одного импульса, если предварительно в счетчик был загружен код из пункта 1.

4. Указать карандашом значения сигналов на всех входах и выходах второго рисунка микросхемы счетчика в режиме счета при суммировании одного импульса, если предварительно в счетчик был загружен код из пункта 1.

5. Указать ручкой значения сигналов на всех входах и выходах второго рисунка микросхемы счетчика при суммировании следующего импульса.

Порядок выполнения работы

1. Запустить программу исследования работы элементов и устройств электроники и микроэлектроники «Elektroniks Workbehch».

2. Собрать схему (рис.2) для исследования работы микросхемы SN74ALS192 фирмы «Texas Instruments Inc.» (российский аналог – микросхема КР1533ИЕ6), содержащей декадный реверсивный счетчик.

Примечания:

– Здесь показана схема при использовании входа UP для счета импульсов в режиме суммирования. В этом случае для обеспечения постоянного уровня логической 1 на неиспользуемом входе DOWN указанный вход подключен к источнику питания микросхемы U_CC. Если требуется вычитание импульсов, то схему следует изменить.

– В изображении микросхемы (так же, как встречалось в Разделе 2) допущены ошибки: входы UP и DOWN прямые динамические (а не показанные прямые статические), поэтому они должны быть начерчены так, как, например, вход CLK в лабораторной работе №31.

3. Развернуть панель функционального генератора и установить настройки так, как указано в ЛР 25.

4. Показать преподавателю работу счетчика для предварительной загрузки (предустановки) в счетчик кода числа, указанного в предварительном задании к данной лабораторной работе.

Варианты 1,3,5

5. Показать преподавателю работу счетчика в режиме счета при суммировании одного импульса, если предварительно в счетчик был загружен код в пункте 3.

6. Снова выполнить предустановку в счетчике кода числа, указанного в предварительном задании к данной лабораторной работе.

7. Показать преподавателю работу счетчика в режиме счета при вычитании одного импульса, если предварительно в счетчик был загружен код в пункте 5.

8. Показать преподавателю работу счетчика при вычитании следующего импульса.

Варианты 2,4,6

5. Показать преподавателю работу счетчика в режиме счета при вычитании одного импульса, если предварительно в счетчик был загружен код в пункте 3.

6. Снова выполнить предустановку в счетчике кода числа, указанного в предварительном задании к данной лабораторной работе.

7. Показать преподавателю работу счетчика в режиме счета при суммировании одного импульса, если предварительно в счетчик был загружен код в пункте 5.

8. Показать преподавателю работу счетчика при суммировании следующего импульса.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Для примера рассмотрим вариант №2.

Выполнение предварительного задания

Примечание:

Подробное описание решения похожей задачи приведено в Примерах 1—3 из §4.12 [Л1].

1. Первым согласно заданию следует выполнить предустановку в счетчике кода числа 6→0110 (табл.1).

Тогда заданный код 0110 подаем на информационные входы DCBA (рис.3).

Одновременно на вход LOAD подаем активный сигнал 0 (здесь активным сигналом является 0, так как данный вход – инверсный статический), разрешающий предустановку.

Вход LOAD имеет приоритет перед входами UP и DOWN, следовательно на эти входы сейчас можно подавать любые сигналы (знак «х»).

На вход CLR подаем пассивный сигнал 0 (здесь пассивным сигналом является 0, так как данный вход – прямой статический), иначе произойдет сброс и никакой предустановки не получится.

В результате на выходах QD, QC, QB, QA счетчика установится код 0110, который подавался на входы DCBA. Код цифры 6→0110 не является концом счета ни в режиме суммирования (9→1001), ни в режиме вычитания (0→0000), поэтому на выходах СО и ВО устанавливаются пассивные сигналы 1 (здесь пассивными сигналами являются 1, так как данные выходы – инверсные).

2. На этом же рис.3 синим цветом покажем срабатывание счетчика в режиме счета при вычитании одного импульса, если предварительно в счетчик был загружен заданный код 0110.

Так как требуется выполнить вычитание, то импульс нужно подавать на вход DOWN. На втором счетном входе UP следует обеспечить уровень логической 1.

На входе LOAD устанавливаем пассивный сигнал 1, иначе нужный нам вход DOWN будет заблокирован и никакого счета импульсов не будет.

Пассивный сигнал 1 на входе LOAD не разрешает предварительную загрузку со входов DCBA, поэтому сейчас на указанные входы можно подавать любые сигналы (знак «х»).

На вход CLR подаем пассивный сигнал 0, иначе произойдет сброс и никакого счета импульсов не получится.

В результате счетчик произведет вычитание импульса: 6 (предварительно установленная) – 1 (импульс) = 5 и на выходах QD, QC, QB, QA счетчика установится код цифры 5→0101. Код цифры 5→0101 не является концом счета ни в режиме суммирования (9→1001), ни в режиме вычитания (0→0000), поэтому на выходах СО и ВО устанавливаются пассивные сигналы 1.

3. На рис.4 согласно сначала нужно показать режим счета при суммировании одного импульса, если предварительно в счетчик был загружен код цифры 6→0110.

Так как требуется выполнить суммирование, то импульс нужно подавать на вход UP. На втором счетном входе DOWN следует обеспечить уровень логической 1.

На входе LOAD устанавливаем пассивный сигнал 1, иначе нужный нам вход UP будет заблокирован и никакого счета импульсов не будет.

Пассивный сигнал 1 на входе LOAD не разрешает предварительную загрузку со входов DCBA, поэтому сейчас на указанные входы можно подавать любые сигналы (знак «х»).

На вход CLR подаем пассивный сигнал 0, иначе произойдет сброс и никакого счета импульсов не получится.

В результате счетчик произведет суммирование импульса: 6 (предварительно установленная) +1 (импульс) = 7 и на выходах QD, QC, QB, QA счетчика установится код цифры 7→0111. Код цифры 7→0111 не является концом счета ни в режиме суммирования (9→1001), ни в режиме вычитания (0→0000), поэтому на выходах СО и ВО устанавливаются пассивные сигналы 1.

4. Вторым на рис.4 следует показать срабатывание счетчика при суммировании следующего импульса.

На входы подаем такие же сигналы, что и пункте 3.

В результате счетчик произведет суммирование импульса: 7 (установленная в пункте 3) +1 (импульс) = 8 и на выходах QD, QC, QB, QA счетчика установится код цифры 8→1000. Код цифры 8→1000 не является концом счета ни в режиме суммирования (9→1001), ни в режиме вычитания (0→0000), поэтому на выходах СО и ВО устанавливаются пассивные сигналы 1.

Выполнение лабораторной работы

1. Запускаем программу исследования работы элементов и устройств электроники и микроэлектроники «Elektroniks Workbehch».

2. Сначала собираем схему (рис.5) для исследования работы микросхемы SN74ALS192 фирмы «Texas Instruments Inc.» (российский аналог – микросхема КР1533ИЕ6) в статическом режиме, где импульсы от генератора сигналов подаются на вход DOWN, так как в рассматриваемом 2 варианте первым рассматривается счет импульсов в режиме вычитания.

3. Разворачиваем панель функционального генератора и устанавливаем настройки так, как указано в ЛР 25.

4. Выполняем настройку генератора сигналов аналогично подробно описанной в лабораторной работе №11. Для определенности вместо знаков «х» на входах поставим везде сигналы 1 (на входе DOWN оставим прямоугольный импульс от импульсного выхода генератора сигналов, чтобы не менять схему). В результате генератор сигналов примет вид, показанный на рис.6.

5. Нажимаем на клавишу Step. В результате получаем картинку, показанную на рис.7. Сверяем полученный результат с выполненным красным цветом предварительным заданием на рис.3 и видим полное совпадение. На выходах QD, QC, QB, QA действительно устанавливается код 0110, который подается на входы DCBA.

6. Еще раз нажимаем на клавишу Step. В результате получаем картинку, показанную на рис.8. Сверяем полученный результат с выполненным синим цветом предварительным заданием на рис.3 и снова видим полное совпадение. На выходах QD, QC, QB, QA действительно формируется код 0101, который получается в результате суммирования одного импульса.

7. Теперь изменяем схему для исследования работы суммирования, где импульсы от генератора сигналов подаются на вход UP. Она принимает вид, изображенный на рис.2.

8. Снова выполняем настройку генератора сигналов, который будет иметь вид, показанный на рис.9. Для определенности вместо знаков «х» на входах поставим везде сигналы 1 (на входе UP оставим прямоугольный импульс от импульсного выхода генератора сигналов, чтобы не менять схему).

9. Нажимаем на клавишу Step. В результате получаем картинку, показанную на рис.10. Сверяем полученный результат с выполненным красным цветом предварительным заданием на рис.3 и видим полное совпадение. Действительно, предустановка кода 0110, так же, как и в пункте 4, выполнена правильно.

10. Еще раз нажимаем на клавишу Step. В результате получаем картинку, показанную на рис.11. Сверяем полученный результат с выполненным красным цветом предварительным заданием на рис.4 и в очередной раз видим полное совпадение. На выходах QD, QC, QB, QA действительно формируется код 0111, который получается в результате суммирования одного импульса.

11. И последний раз нажимаем на клавишу Step. В результате получаем картинку, показанную на рис.12. Сверяем полученный результат с выполненным синим цветом предварительным заданием на рис.4 и в очередной раз видим полное совпадение. На выходах QD, QC, QB, QA действительно формируется код 1000, который получается в результате суммирования еще одного импульса.