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.