ZESPÓŁ LABORATORIÓW TELEMATYKI TRANSPORTU
ZAKŁAD TELEKOMUNIKACJI W TRANSPORCIE
WYDZIAŁ TRANSPORTU
POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ
LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI
INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 29
Komputerowa symulacja cyfrowych
układów sekwencyjnych
DO UŻYTKU WEWNĘTRZNEGO
WARSZAWA 2005
Opracowali: dr in . Marek Stawowy, mgr in . Adam Rosi ski , tech. Andrzej Szmigiel
Wydział Transportu PW, Warszawa 2005.
2
A) Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest poznanie symulacji podstawowych układów cyfrowych na podstawie
programu ActiveCAD firmy ALDEC.
B) Część eksperymentalna
Rozpoznanie zasady działania licznika rewersyjnego
9
8
1
2
3
4
5
6
7
16
15
14
13
12
11
10
Q
A
Q
B
Q
C
Q
D
LOAD
CLEAR
CLOK
A
B
C
D
OUTPUTS
CARRY
OUTPUT
DATA INPUTS
ENABLE
T
ENABLE
P
V
CC
GND
74160
74161
Rys. 1. Schemat wyprowadzeń i tabele prawdy układów scalonych 74160, 74161 i 74162
Opracowali: dr in . Marek Stawowy, mgr in . Adam Rosi ski , tech. Andrzej Szmigiel
Wydział Transportu PW, Warszawa 2005.
3
CLEAR
74160
CLEAR
74162
LOAD
A
B
C
D
DATA
INPUTS
CLOCK
74160
CLOCK
74162
ENABLE P
ENABLE T
Q
A
Q
B
Q
C
Q
D
OUTPUTS
CARRY
ASYNCHRONUS
SYNCHRONUS
CLEAR
PRESET
COUNT
INHIBIT
7
8
9
0
1
2
3
Rys. 2. Przebiegi czasowe liczników 160, 161 i 162
Należy zasymulować działanie wszystkich funkcji tego licznika (patrz tabela stanów rys.
1).
Opracowali: dr in . Marek Stawowy, mgr in . Adam Rosi ski , tech. Andrzej Szmigiel
Wydział Transportu PW, Warszawa 2005.
4
Rozpoznanie zasady działania rejestru uniwersalnego
16
9
2
3
4
5
6
7
8
23
22
21
20
19
18
17
SL
H
Q
H
G
CLR
SR
A
Q
A
B
Q
B
S
1
DATA INPUTS/OUTPUTS
V
CC
GND
15
Q
G
12
10
11
F
Q
F
E
24
1
C
Q
C
D
Q
D
T
S
0
DATA INPUTS/OUTPUTS
13
14
R
0
Q
E
R
0
S
1
S
0
T
SL
SR A …H
Q
A
Q
B
....Q
G
Q
H
0
x
x
x
x
x
x
0
0
0
0
zerowanie
1
x
x
0
x
x
x
Q
A0
Q
B0
… Q
G0
Q
A0
1
1
1
x
x
a .. h
a
b
g
h
wprowadzanie równoległe
1
0
1
x
1
x
1
Q
An
Q
Fn
Q
Gn
przesuw w prawo
1
0
1
x
0
x
0
Q
An
Q
Fn
Q
Gn
przesuw w prawo
1
1
0
0
x
x
Q
Bn
Q
Cn
Q
Hn
0
przesuw w lewo
1
1
0
1
x
x
Q
Bn
Q
Cn
Q
Hn
1
przesuw w lewo
1
0
0
x
x
x
x
Q
A0
Q
B0
Q
G0
Q
H0
blokada
Wejścia
Wyjścia
Funkcja
0
R
wejście zerowania
S
1
, S
0
– rodzaj pracy
T – wejście zegarowe
SL – wejście szeregowe przesuw w lewo
SR – wejście szeregowe przesuw w prawo
A …H – równoległe wejścia danych
x – stan dowolny
zmiana stanu z 0 na 1
Q
A0
, Q
B0
… stan wyjść Q
A
, Q
B
…, które były przed ustaleniem warunków na wejściach
Q
An
, Q
Bn
.. stan wyjść Q
A
, Q
B
…, które były przed ostatnią zmianą na wejściu zegarowym ze stanu 0 na 1
a, b, …, g, h – stany ustalone istniejące odpowiednio na wejściach A, B,…, H
Rys. 3. Schemat wyprowadzeń układu scalonego 74198 oraz jego tabela stanów.
Opracowali: dr in . Marek Stawowy, mgr in . Adam Rosi ski , tech. Andrzej Szmigiel
Wydział Transportu PW, Warszawa 2005.
5
Wejście zegarowe
T
Wejścia rodzaju
pracy
Wejście zerowania
Wejścia szeregowe
danych
Wejścia równoległe
danych
Wyjścia
S
1
S
0
A
B
C
D
E
F
G
H
Q
A
Q
B
Q
C
Q
D
Q
E
Q
F
Q
G
Q
H
SL
SR
R
0
zerowanie
wprowadzanie
przesuw w prawo
przesuw w lewo
blokowanie
zerowanie
Rys.4. Przebiegi czasowe rejestru 198.
Należy zasymulować działanie wszystkich funkcji tego rejestru (patrz tabela stanów rys. 3).
Opracowali: dr in . Marek Stawowy, mgr in . Adam Rosi ski , tech. Andrzej Szmigiel
Wydział Transportu PW, Warszawa 2005.
6
C) Przygotowanie do ćwiczenia
Należy przygotować się z zakresu wiedzy technicznej obejmującej takie zagadnienia jak:
cyfrowe przerzutniki i liczniki w technice TTL, a w szczególności, należy przygotować
odpowiedzi na poniższe pytania i polecenia:
1. Wymień rodzaje liczników i ich zastosowanie.
2. Scharakteryzuj tryby symulacji w programie ACTIVECAD.
3. Opisz możliwości licznika rewersyjnego.
4. Narysuj tabelę stanów przerzutnika RS i RS synchronicznego.
5. Narysuj tabelę stanów przerzutnika JK MS.
6. Narysuj tabelę stanów przerzutników D I T.
7. Wymień co najmniej trzy zastosowania liczników.
8. Na jakiego rodzaju przerzutnikach sa zbudowane liczniki i dlaczego?
9. Wymień i opisz jeden ze sposobów zmiejszania pojemności licznika.
D) Literatura
[1] Wawrzyński W.:
Podstawy współczesnej elektroniki.
OWPW 2003.
[2] Pieńkoś Jan, Turczyński Janusz.:
Układy TTL w systemach cyfrowych.
WKiŁ 1986.
[3] Kawalec P.:
Instrukcja użytkowania kompilatora układów cyfrowych ACTIVECAD
[4] Misiurewicz P.:
Podstawy techniki cyfrowej
. WNT. 1983.
[5] Misiurewicz P.:
Podstawy automatyki cyfrowej
. WSiP.
[6] Tietze U., Shenk Ch.:
Układy półprzewodnikowe
. WNT 1987.
[7] Piecha Jan.:
Elementy cyfrowe TTL. Uniwersytet
Śląski 1983.
[8] Kruszyński H., Misiurewicz P., Perkowski M., Rydzewski A.
Zbiór zadań z teorii
układów logicznych.
PW 1986.