Міністерство освіти та науки України

Вінницький національний технічний університет

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3

ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ ЛІЧИЛЬНИКІВ, РЕГІСТРІВ, МУЛЬТИПЛЕКСОРІВ ТА ДЕКОДЕРІВ

Виконав: ст. гр. Е-14мсб

Бабій А.О.

Перевірив: Жуков О.А.

Вінниця 2015

Лабораторна робота №3

Тема: Дослідження роботи лічильників, регістрів, мультиплексорів та декодерів

Мета роботи: дослідити роботу елементів цифрових пристроїв, а також навчитись розробляти найпростіші цифрові пристрої на базі лічильників, мультиплексорів і декодерів.

Методичні вказівки

Лабораторна робота проводиться за допомогою програмного комплексу Electronics Workbench. Для виконання роботи використовуються такі елементи з бібліотеки EWB:

Чотирьохрозрядний лічильник.

Ц ифровий двійковий лічильник призначений для підраховування кількості імпульсів, що поступають на його вхід.

Даний елемент функціонально являє собою один лічильний Т-тригер та трирозрядний лічильник. Якщо

об'єднати вихід Т-тригера і вхід трирозрядного лічильника, ми отримаємо чотирьохрозрядний двійковий лічильник.

Позначення входів та виходів:

R01 та R02 – скидальні входи. Для переведення лічильника в нульовий стан потрібно подати високий логічний сигнал на обидва входи.

CLKA', CLKB' – лічильні входи окремого Т-тригера та 3-розрядного лічильника. Ці входи інвертні, тобто для переключення тригерів відбувається у момент переходу вхідного сигналу з одиничного стану в нульовий.

A,B,C,D – виходи лічильника. Для створення 4-розрядного лічильника потрібно вихід А з'єднати з входом CLKB'.

Універсальний регістр

Р егістр призначений для зберігання двійкових слів, а також для виконання деяких логічних операцій над цими словами.

Регістр з бібліотеки EWB може працювати в декількох режимах: в режимі паралельного вводу, послідовного вводу, режимі зсуву вліво та режимі зсуву вправо.

Позначення входів та виходів:

CLR' – скидальний вхід. Цей вхід інверсний, тобто для нормальної роботи регістра він повинен знаходитись в одиничному стані. При переведенні входу в нульовий стан всі виходи обнуляються.

SR – вхід зсуву вправо. При подачі високого логічного сигналу на цей вхід двійкове слово на виході тригера “зсувається” на один розряд вправо, а найвищий розряд зникає.

SL – вхід зсуву вліво. Працює аналогічно входу SR лише з тією різницею, що двійкове слово зсувається на один розряд вліво.

A,B,C,D – східне слово в паралельному режимі.

QA,QB,QC,QD – вихідне слово.

CLK – тактовий вхід. Будь-які зміни в регістрі відбуваються лише при подачі сигналу логічної одиниці на цей вхід.

S1,S0 – входи вибору режиму роботи регістра.

Мультиплексор

М ультиплексори призначені для організації можливості передачі кількох вхідних сигналів на один вихід.

Призначення входів та виходів елемента:

D0-D7 – входи даних. На вихід мультиплексора передається сигнал з того входу даних, адреса якого задана на адресних входах

A,B,C – адресні входи. На ці входи подається в двійковому

форматі номер входу даних з якого сигнал буде передаватись на вихід.

G' – вхід заборони. При подачі логічної одиниці на цей вхід забороняється передача будь-яких сигналів на вихід.

Y – вихід.

Трьохрозрядний декодер

Д аний пристрій призначений для перетворення двійкового 3-розрядного числа в позиційний вихідний сигнал. Тобто логічна одиниця з'являється на тому з виходів, адреса якого подана на адресний вхід.

Призначення входів та виходів.

A,B,C – адресні входи.

О0–О7 – виходи.

G1,G2A',G2B' – входи дозволу. Якщо сигнал на вході G1 високий та сигнали G2A i G2B низькі то декодер працює в його нормальному режимі. Якщо G1 – низький логічний сигнал або G2A i G2B – високий, то на усіх виходах існує сигнал логічної одиниці.

Т акож для генерування послідовності чергування логічної одиниці та нуля використовується функціональний генератор. В нашому випадку використовується режим генерування прямокутних імпульсів з тривалістю імпульса та паузи 50%. Амплітуда сигналу повинна бути не менша 4В. Так як при моделюванні приймається точка переходу з логічного нуля до логічної одиниці 3,5В.

Загальний провідник генератора потрібно

підключати до провідника заземлення.

Порядок виконання роботи

1. Дослідження принципів роботи чотирьохрозрядного двійкового лічильника

Рисунок 1 – Схема для дослідження роботи двійкового лічильника

Рисунок 2 - Часова діаграма роботи двійкового лічильника

2. Дослідження роботи послідовного регістра.

Рисунок 3 – Схема для дослідження роботи послідовного регістра

Рисунок 4 - Часова діаграма роботи послідовного регістра

3. Дослідження роботи мультиплексора та декодера

Рисунок 3 – Схема для дослідження роботи мультиплексора та декодера.

Рисунок 5 - Часова діаграма роботи мультиплексора та декодера.

Висновок: У даній лабораторній роботі ми досліджували принципи роботи лічильника, послідовного регістра, декодера та мультиплексора. У лічильнику при проходженні імпульсу на вхід, по передньому краю в першому розряді з’являється 1. Другий імпульс переводить перший регістр у 0 положення.

У другому розряді відбувається теж саме що і в першому, тільки він реагує на наявність сигналу у першому розряді. У послідовному регістрі при проходженні наступного імпульсу наступний розряд переходить у 1 положення.