LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH

Ćwiczenie 6

MULTIPLEKSERY I KONWERTERY KODU

1. Wprowadzenie

Ćwiczenie poświęcone jest cyfrowym układom kombinacyjnym służącym do zmiany kodów tzw. konwerterom kodu. W ćwiczeniu badane są konwertery kodów zbudowane z bramek logicznych TTL oraz scalonych układów TTL- multipleksera i demultiplekserów.

Celem ćwiczenia jest zaznajomienie z budową i działaniem wybranych realizacji układów prostych konwerterów kodu.

Do wykonania ćwiczenia potrzebne są następujące przyrządy pomocnicze:

• Wkładki DD231A, DD231B, DD231C

• Próbnik logiczny

• Przewody

• Zasilacz

2. Opis techniczny wkładek pomiarowych

1. Wkładka DD231A

Widok płyty czołowej, schemat ideowy oraz rozmieszczenie elementów pokazano odpowiednio na rys. 1, 2 oraz 3.

Wkładka DD231A zawiera dwa konwertery kodów ( układ 1 i 2 ) zbudowane z bramek typu NAND. Układ 1 stanowi dekoder dwubitowego naturalnego kodu binarnego na kod 1 z 4 . Układ 2 jest dekoderem kodu 1 z 4 na dwubitowy naturalny kod binarny i realizowany jest na bramkach B_18-21 układu 7402.

Punkty pomiarowe od A (p.p) do O (p.p) umożliwiają sprawdzenie poziomów logicznych w charakterystycznych miejscach układów przy pomocy sondy logicznej-próbnika. Poziomy logiczne na wejściach badanych układów ustala się za pomocą wkładki SN1222. Wyjścia układów badanych należy połączyć z wkładkami SN9111.

Rys.1 Widok płyty czołowej

Rys.2 Schemat ideowy

Rys.3 Rozmieszczenie elementów

2. Wkładka DD231B

Widok płyty czołowej, schemat ideowy oraz rozmieszczenie elementów pokazano odpowiednio na rys. 4, 5 oraz 6.

Wkładka DD231B zawiera scalony podwójny multiplekser o wspólnych wejściach adresowych A i B. Stany na tych wejściach ustawione są za pomocą przełączników suwakowych umieszczonych na płytce. Wejścia informacyjne wyprowadzone są na płytę czołową. Do wyjść multipleksera dołączone są diody elektroluminescencyjne sygnalizujące poziomy logiczne.

Rys.4 Widok płyty czołowej

Rys.5 Schemat ideowy

Rys.6 rozmieszczenie elementów

3. Wkładka DD231C

Widok płyty czołowej, schemat ideowy oraz rozmieszczenie elementów pokazano odpowiednio na rys. 7, 8 oraz 9.

Rys.7 Widok płyty czołowej

Wkładka DD231C zawiera dwa podwójne 4-wyjściowe scalone demultipleksery 7415. Spełniają one rolę dwóch 8-wyjściowych demultiplekserów, dzięki połączeniu wejść adresowych 1C i 2C.

Na wejście demultipleksera U₂ można podawać - za pomocą przełącznika suwakowego - sygnał z wejścia 1-D wprost lub zanegowany. Wejścia układu U₁ jest na stałe połączone z masą. Kombinacje poziomów logicznych na wejściach adresowych 1-A,B,C,D oraz wejściach 2-A,B,C, powodują więc pojawienie się zera logicznego na jednym z wyjść układu U₁ . Natomiast na jednym z wyjść układu U₂ pojawia się poziom logiczny wynikający z położenia przełącznika suwakowego oraz poziomu na wejściu 1-D.

Rys.8 Schemat ideowy

Rys.9 rozmieszczenie elementów

4. Wkładka SN1211

Rys. 1. Widok płyty czołowej SN1211

Wkładka pełni rolę dwuwyjściowego generatora stanów logicznych. Ustawianie odpowiedniego poziomu logicznego na poszczególnych wyjść, odbywa się poprzez zmianę położenia odpowiedniego przełącznika suwakowego (A lub B).

5. Wkładka SN9111

Rys. 2. Widok płyty czołowej SN9111

Wkładka SN9111 jest czterowejściowym wskaźnikiem stanów logicznych. Odczyt stanów logicznych wejść informacyjnych A, B, C, D możliwy jest za pomocą diod LED umieszczonych przy każdym z wejść, przy czym stanowi wysokiemu wejścia odpowiada świecenie diody. Układ posiada także wyświetlacz alfanumeryczny pozwalający odczytać postać dziesiętną liczby binarnej zapisanej w kodzie BCD. Widok płyty czołowej wkładki SN9111 wraz z opisem wszystkich wejść pokazano na rysunku.

3. Przebieg ćwiczenia

1. Badanie konwerterów kodu

Określenie tablic prawdy układów wkładki DD231A

Podając różne kombinacje poziomów napięcia na wejścia A, B, C, D, wkładki DD231A sprawdzić poziomy logiczne na wyjściach i we wszystkich punktach pomiarowych. Narysować tablice prawdy, w których wypisane będą dla wszystkich możliwych kombinacji logicznych na wejściach A, B, C, D, odpowiadające im kombinacje logiczne na wyjściach układów wkładki DD231.

Wzór tabel stanów opisującej działanie konwerterów kodu jest następujący:

• Tabela stanów opisująca działanie konwertera kodu binarnego na kod 1 z 4:

Wejścia		Wyjścia				Punkty pomiarowe
A	B	A	B	C	D	A	B

• Tabela stanów opisująca działanie konwertera kodu 1 z 4 na kod binarny:

Wejścia

Wyjścia

Punkty pomiarowe

A

B

C

D

A

B

C

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

2. Badanie multipleksera

W ramach ćwiczenia należy wykonać tablicę adresów wybranego multipleksera, a także zrealizować dowolną 2 lub 3-argumentową funkcję o pojedynczym wyjściu o podanej poprzez prowadzącego tablicy Karnaugha.

3. Badanie demultipleksera

Wykonać tabelę stanów demultipleksera w układzie pokazanym na rysunku.

Podając na wejście demultipleksera (wkładka DD231C) niski poziom logiczny, wykonać tabelę adresów tego układu z uwzględnieniem punktów pomiarowych A - H, w/g wzoru:

Wejście				Punkty pomiarowe
A	B	C	D	A	B	C	D	E	F	G	H

4. Literatura

1. J. JAKUBIEC - Technika cyfrowa i mikroprocesorowa w ćwiczeniach laboratoryjnych.

2. J. Kalisz - Podstawy elektroniki cyfrowej, WKiŁ, Warszawa 2002 .

3. P. Górecki - Układy cyfrowe, pierwsze kroki, Wydawnictwo BTC, Warszawa 2004.

4. J. Piecha - Elementy i układy cyfrowe, PWN, Warszawa 1990

5. T. Traczyk - Układy cyfrowe. Podstawy teoretyczne i metody syntezy, WNT, Warszawa 1986

6. W. Głocki - Układy cyfrowe, WSZiP, Warszawa 2002

5. Przygotowanie teoretyczne do wykonywania ćwiczenia obejmuje następujące zagadnienia

• Konwerter kodu 1 z 4 na kod binarny - budowa, zasada działania,

• Tabela stanów konwertera kodu 1 z 4 na kod binarny,

• Konwerter kodu binarnego na kod 1 z 4 - budowa i zasada działania,

• Tabela stanów konwertera kodu binarnego na kod 1 z 4,

• Multiplekser - budowa i zasada działania,

• Demultiplekser - budowa i zasada działania,

• Tabele prawdy podstawowych dwu i trzyargumentowych funktorów logicznych: AND, NAND, OR, NOR, EX-OR, EX-NOR

6. W ramach realizacji ćwiczenia należy wykonać:

Tabelę stanów opisującą działanie konwertera kodu binarnego na kod 1 z 4
Tabelę stanów opisującą działanie konwertera kodu 1 z 4 na kod binarny
Tabelę adresów dowolnego multipleksera z wkładki DD231A
Zrealizować przy pomocy multipleksera dwie wybrane przez prowadzącego funkcje logiczne 2- oraz 3-wejściowe. Działanie poszczególnych funkcji przedstawić przy pomocy odpowiednich tabel stanów
Podając na wejście demultipleksera (wkładka DD231C) niski poziom logiczny, wykonać tabelę adresów tego układu z uwzględnieniem punktów pomiarowych A - H

1

---