Материал: Схемотехника. лабораторный практикум. Акулинин С.А

УДК 621.382

Акулинин С.А. Схемотехника: лабораторный практикум: учеб. пособие [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые и граф. данные (2,3 Мб) / С.А. Акулинин. - Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2017. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM): цв. – Систем. требования: ПК 500 и выше; 256 Мб ОЗУ; Windows XP; SVGA с

разрешением 1024x768; Adobe Acrobat; CD-ROM дисковод;

мышь. – Загл. с экрана.

Учебное пособие предназначено для оказания методической помощи студентам при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Схемотехника». По каждому занятию приводятся краткие теоретические сведения, порядок выполнения работы.

Издание соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению 11.03.04 «Электроника и наноэлектроника» (профили «Электронное машиностроение» и «Микроэлектроника и твердотельная электроника»), дисциплине «Схемотехника».

Ил. 67. Табл. 31. Библиогр.: 5 назв.

Рецензенты: кафедра физики полупроводников и микроэлектроники Воронежского государственного университета (зав. кафедрой д-р физ.-мат. наук, проф. Е.Н. Бормонтов);

д-р физ.-мат. наук, проф. Л.Н. Коротков

©Акулинин С.А., 2017

©Оформление. ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2017

2

ВВЕДЕНИЕ

Учебная дисциплина «Схемотехника» входит в число базовых дисциплин для студентов, обучающихся в соответствии с государственным образовательным стандартом по направлению 11.03.04 «Электроника и наноэлектроника» профили подготовки «Микроэлектроника и твердотельная электроника» и «Электронное машиностроение». Она основывается на предшествующих дисциплинах «Теоретические основы электротехники» и «Физические основы электроники». В свою очередь является базовой дисциплиной при изучении таких дисциплин, как «Проектирование БИС», «Проектирование микропроцессорных устройств» для профиля «Микроэлектроника и твердотельная электроника» и «Основы проектирования электронной компонентной базы», «Системы автоматизированного управления технологическим оборудованием электронной промышленности», «Технические устройства контроля в оборудовании электронной промышленности» для профиля «Электронное машиностроение».

Учебное пособие включает лабораторные работы по цифровым устройствам комбинационного типа (простые логические схемы, дешифраторы, мультиплексоры), последовательного типа (триггеры, счетчики) и АЦП.

3

Лабораторная работа № 1

ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ И ФУНКЦИИ

Цель работы:

исследование логических схем.

реализация логических функций при помощи логических элементов.

синтез логических схем, выполняющих заданные логические функции.

Приборы и элементы:

Логический преобразователь Генератор слов Вольтметр Логические пробники

Источник напряжения + 5 В Источник сигнала «логическая единица» Двухпозиционные переключатели

Двухвходовые элементы И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ Микросхемы серии 74.

1.Теоретическая часть

1.1.Аксиомы алгебры логики

Переменные, рассматриваемые в алгебре логики, могут принимать только два значения - 0 или 1.

(1.1)

4

В алгебре логики определены: отношение эквивалентности (обозначается знаком =) и операции: сложения (дизъюнкции), обозначаемая знаком v, умножения (конъюнкции), обозначаемая знаком & или точкой, и отрицания (или инверсии), обозначаемая надчеркиванием или апострофом. Алгебра логики определяется следующей системой аксиом:

1.2. Логические выражения Запись логических выражений обычно осуществляют в

конъюнктивной или дизъюнктивной нормальных формах. В дизъюнктивной форме логические выражения записываются как логическая сумма логических произведений, в конъюнктивной форме - как логическое произведение логических сумм. Порядок действий такой же, как и в обычных алгебраических выражениях. Логические выражения связывают значение логической функции со значениями логических переменных.

1.3. Логические тождества При преобразованиях логических выражений исполь-

зуются логические тождества:

x x; xvl = l; xv 0 = x; x 1 x; x 0 0 ; x v x

= x; х ∙ х = х; х vx ∙ у = х; xy xy x;

(х v у)(х v y ) = х; х v x у = х v у; xy x y .

1.4. Логические функции Любое логическое выражение, составленное из п пе-

ременных хп, x„_^... Xiс помощью конечного числа операций алгебры логики, можно рассматривать как некоторую функцию п переменных. Такую функцию называют логической. В соответствии с аксиомами алгебры логики функция может принимать в зависимости от значения переменных значение 0 или 1. Функция п логических переменных может быть определена для 2пзначений переменных, соответствующих всем возможным значениям -разрядных двоичных чисел. Основ-

5