KLasa	IMIĘ I NAZWISKO	Nr w dzienniku	ZESPÓŁ SZKÓŁ ŁĄCZNOŚCI W KRAKOWIE
3Ti		22
						Pracownia elektroniczna
Nr. Ćw.	Temat ćwiczenia	Data	Ocena	Podpis
17	Badanie funktorów logicznych	16.05.2000

1.Zapoznać się z ogólną teorią funktorów logicznych zbudowanych w oparciu o . . układy TTL.

2.Narysować schematy bramek logicznych typu:

a)AND

b)OR

c)NOT

d)NAND

e)NOR

3.Przeanalizować rodzaje wejść i wyjść w/w układów.

4.W oparciu o katalog układów TTL określić symbole podstawowych funktorów . logicznych, zwrócić uwagę na ilość wejść analizowanych układów.

5.Na modelu uniwersalnym zestawić układ pomiarowy i wykonać pomiary . . stanów logicznych wejść i wyjść funktorów określonych w punkcie 2-gim.

6.Zestwaić zamienniki podstawowych funktorów wykorzystując przykładowo . bramki NAND w celu uzyskania NOR.

7.Wyniki zestawić w tabelach stanów logicznych.

8.Podać wnioski własne i uwagi.

9.Wykaz przyrządów.

• Ad.1 Ogólna teoria bramek w technologii TTL

Bramka logiczna nazywa się podstawowy układ kombinacyjny realizujący funkcję logiczną jednej, dwu lub wielu zmiennych. Są to kombinacyjne układy cyfrowe realizujące elementarne funkcje logiczne: AND, OR, NOT oraz ich niezbyt złożone kombinacje, np.: NAND, NOR, ExOR. W czasie doświadczenia badaliśmy bramki wykonane w technologii TTL serii 74. Oprócz COMS jest to obecnie najbardziej rozpowszechniona technologia. Układy wykonane są w monolitycznej technice bipolarnej. Ich parametry nie są oszałamiające, lecz do domowych zastosowań w zupełności wystarczają. Czas propagacji wynosi 10ns, straty mocy na jedną bramkę 10mW, fmax 35MHz, Ucc 7V, tp 12ns. Są to parametry typowe, czyli występujące przy napięciu zasilania 5V i temperaturze otoczenia 25C. Dokładne wartości tych parametrów znaleźć można w katalogach producentów.
Podstawową i powszechnie stosowana bramką jest bramka NAND, jest ona systemem funkcjonalnie pełnym, pozwala więc zrealizować każdą funkcję logiczną. Układ wejściowy bramki logicznej iloczynowej zrealizowanej w technice TTL jest zbudowany przy użyciu tzw. tranzystora wieloemiterowego. Jest to układ tylu tranzystorów o połączonych bazach oraz kolektorach, ile wynosi liczba wejść. W wersji scalonej takiego układu odpowiednie obszary baz i kolektorów są także połączone, co daje w efekcie strukturę określaną jako tranzystor wieloemiterowy. Układ 7400 zawiera w swej obudowie cztery dwuwejściowe bramki NAND, sprawia więc to, że jest to najczęściej używany układ.

• NOT Y=A

• OR Y=A+B

• 
  NOR Y=A+B

• 
  AND Y=AB

• 
  NAND Y=AB

• UCY 7400N - czterokrotna dwuwejściowa bramka NAND

• UCY7402N - czterokrotna dwuwejściowa bramka NOR

• UCY7404N - sześciokrotny inwerter

• UCY7410N - trzykrotna trzywejściowa bramka NAND

Początkowym naszym posunięciem było sprawdzenie poprawności realizowania funkcji logicznych przez w/w układy. Po pomyślnych pomiarach przystąpiliśmy do zrealizowania bramki typu NOR wykorzystując wspomniane wyżej układy.

Podstawowa bramka TTL (ang. transistor-transistor-logic) została wprowadzona na rynek w końcu lat sześćdziesiątych przez firmę Texas Instruments Inc. Zaproponowany schemat, stosowany jest do dzisiaj. Standardowymi poziomami logicznymi są:

• poziom "L" - 0,2 V

• poziom "H" - 3,6 V

• Ad. 2 Omówienie poszczególnych bramek

• AND

A	B	Y
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

b) OR

A	B	Y
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

c) NOT

d)NAND

A	B	Y
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

e) NOR

A	B	Y
0	0	1
0	1	0
1	0	0
1	1	0

Ad. 5 Układy pomiarowe

układ do badania bramek NOT

układ do badania bramek OR

układ do badania bramek AND

układ do badania bramek NAND

układ do badania bramek NOR

Ad.6 Budowa zamienników bramek korzystając tylko z bramek NAND

AND

NOT

OR

NOR

Ad. 8 Wnioski

W czasie doświadczenia badaliśmy zachowanie bramek logicznych. Okazało się, iż teoria wykładana na lekcjach układów cyfrowych była prawdą. Wszystkie bramki działały zgodnie z teorią. Badane układy nie były skomplikowane, a warunki pomiarów były idealne, nie dało się więc odczuć wpływu zakłóceń na poprawność działania układu. Ciekawe jak zachowywała by się bramka w pobliżu anteny nadawczej pracującej z dużą mocą? Pewnym zabezpieczeniem przed takimi zakłóceniami był rezystor 1K wpinany na wejście. Zabezpieczał on układ przed indukowaniem się na przewodach niepożądanych napięć. W drugiej części doświadczenia wykonywaliśmy zamienniki bramek wykorzystując tylko NAND'y. MA to sens gdy w czasie projektowania układu potrzebujemy jakąś bramkę, a zostało nam kilka wolnych NAND'ów w innej kości. Jednak dokładanie 7400 w celu zbudowania jednego OR'a nie ma sensu. Musimy zasilać wtedy cztery pracujące bramki, poza tym dokładamy na płytkę kość która zajmuje niepotrzebnie miejsce . W takim przypadku lepiej dorzucić kość w którym będzie potrzebna bramka, a oprócz niej kilka innych które także mogą się przydać. Wszystko jednak zależy od sytuacji.

Ad.9 Wykaz przyrządów

• model do badania bramek,

• próbnik stanów logicznych,

• badane układy,

• przewody

A	Y
0	1
1	0
















---