ZESPÓŁ LABORATORIÓW TELEMATYKI TRANSPORTU

ZAKŁAD TELEKOMUNIKACJI W TRANSPORCIE

WYDZIAŁ TRANSPORTU

POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ

LABORATORIUM ELEKTRONIKI

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 29

Komputerowa symulacja cyfrowych układów

sekwencyjnych

DO UŻYTKU WEWNĘTRZNEGO

WARSZAWA 2011

Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr inż. Adam Rosiński, inż. Andrzej Szmigiel
Wydział Transportu PW, Warszawa 2011.

2

A)

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie symulacji podstawowych układów cyfrowych na podstawie
programu Active-CAD 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 inż. Marek Stawowy, dr inż. Adam Rosiński, inż. Andrzej Szmigiel
Wydział Transportu PW, Warszawa 2011.

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 inż. Marek Stawowy, dr inż. Adam Rosiński, inż. Andrzej Szmigiel
Wydział Transportu PW, Warszawa 2011.

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 wyprowad

zeń układu scalonego 74198 oraz jego tabela stanów.

Opracowali: dr inż. Marek Stawowy, dr inż. Adam Rosiński, inż. Andrzej Szmigiel
Wydział Transportu PW, Warszawa 2011.

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 inż. Marek Stawowy, dr inż. Adam Rosiński, inż. Andrzej Szmigiel
Wydział Transportu PW, Warszawa 2011.

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 ACTIVE-CAD.
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 ACTIVE-CAD

[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.