Схема счетчика с индикацией его выходных сигналов приведена ниже.
Коммутацией SA1 – SA4 записывается код числа.
Микросхема D2.1 на индикаторе HL1 сигнализирует, когда на выходе счетчика либо 0, либо 15 (это позволяет согласовать несколько счетчиков). Этот счетчик работает как на сложение, так и на вычитание в зависимости от положения переключателя SB4.
Вход 
– вход разрешения записи.
Вход R – в зависимости от положения переключателя SB3 является входом «сброс».
Через переключатель SB1 осуществляется пуск работы счетчика.
При домашней подготовке:
1. Повторить принцип действия счетного триггера и сдвигающего регистра. Нарисовать схему четырехразрядного кольцевого счетчика на сдвигающем регистре.
2. Изучить принцип действия суммирующих и реверсивных счетчиков с представлением информации в двоичном и позиционном кодах.
3. Зарисовать функциональные обозначения и цоколевку счетчиков на микросхемах типа К155ИЕ5 и К155ИЕ7.
4. Зарисовать таблицу управляющих сигналов для микросхемы К155ИЕ7 и ознакомиться с входной логикой, обеспечивающей различные режимы ее работы.
5. Начертить схему исследования суммирующего и вычитающего счетчиков с использованием универсального триггера на микросхеме К155ТМ2 при подаче счетных импульсов на вход синхронизации.
6. Начертить схему исследования суммирующего счетчика с использованием дополнительных логических элементов, обеспечивающую получение коэффициента пересчета, заданного преподавателем. Начертить временные диаграммы на входах и выходах счетчика, которые вы ожидаете получить при работе его с коэффициентом пересчета, заданного преподавателем.
7. Начертить схемы исследования реверсивного счетчика на микросхеме К155ИЕ7 в режимах прямого и обратного счета (не используя режим предварительной записи информации).
8. Начертить схему исследования реверсивного счетчика на микросхеме К155ИЕ7 в режиме прямого и обратного счета (по указанию преподавателя) с предварительной записью информации.
9. Продумать и записать алгоритмы подачи сигналов при исследовании счетчика на микросхеме К155ИЕ7 в режиме прямого и обратного счета с предварительной записью информации. Начертить временные диаграммы на входах и выходах счетчика, которые вы ожидаете получить в этом режиме. Продумать возможность использования счетчика в этом режиме в качестве делителя частоты с перестраиваемым коэффициентом деления.
При выполнении работы:
1. Собрать на плате П2 (карта II-7) счетный триггер, для чего соединить внешней перемычкой контакты У1 и Х2. Исследовать работу Т-триггера, измеряя уровни сигнала на входах и выходе с помощью осциллографа.
2. Включив плату П3 (карта III-1), собрать схему кольцевого счетчика и исследовать его работу.
3. Исследовать схему суммирующего счетчика на четырех триггерах (плата П5, карта V-1). Произвести сброс счетчика. Подавая одиночные импульсы и используя светодиодную индикацию заполнить таблицу состояний счетчика в режиме прямого счета.
4. Изменить схему (карта V-2) с целью реализации режима обратного счета. Заполнить таблицу состояний для указанного режима работы счетчика.
5. Собрать схему счетчика с коэффициентом пересчета, заданным преподавателем (карта V-1). Нарисовать осциллограммы напряжений на входе и выходах счетчика.
6. Исследовать счетчик на микросхеме К155ИЕ7 в режиме прямого счета и заполнить таблицу состояний (карта V-3). Повторить испытания этого счетчика в режиме обратного счета.
7. Провести исследование счетчика на микросхеме К155ИЕ7 в режиме с предварительной записью информации, заданной преподавателем. В качестве источника предварительно записываемой информации использовать тумблеры SA1-SA4. Счетные импульсы на вход счетчика подавать от кнопки SB1.
8. Исследовать работу счетчика на микросхеме К155ИЕ7 в режиме с предварительной записью информации при переполнении или обнулении счетчика в режимах прямого или обратного счета соответственно (по указанию преподавателя). Результаты занести в таблицу.
При защите лабораторной работы:
1. Объяснить назначение регистров в цифровых устройствах.
2. Объяснить экспериментальные данные.
3. Объяснить причины ограничения разрядности в счетчиках с последовательным переносом сигнала.
Лабораторная работа № 5
ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ
КОМБИНАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Исследовать дешифратор-демультиплексор на ИМС К155ИД4, которая включена по схеме трехразрядного дешифратора на восемь выходов
Дешифратор инвертирует выходные сигналы. Схема дешифратора приведена ниже.
При не нажатой кнопке SB2 все светодиоды, подключенные к выходам дешифратора, светятся. При нажатой кнопке SB2 светодиод, номер которого соответствует установленному тумблерами SA1–SA3 адресу, погаснет. Работа ИМС в режиме демультиплексора исследуется при подаче входной информации на вход V от кнопки SB2.
Пример: если с помощью SA1 и SA3 подать единицы на соответствующие входы 1 и 4 дешифратора, а затем нажать кнопку SB2, то погаснет светодиод HL6 (остальные будут светиться).
Каждому 0 в выходном слове ПЗУ будет соответствовать светящийся сегмент индикатора HG1.
Используя SA5 можно выводить десятичные, либо шестнадцатиричные цифры.
При сигнале с SA5, равном логическому 0, на HG1 – десятичные цифры. При индикации чисел, больших 9, на индикаторе светится сегмент h («десятичная точка»).
При сигнале с SA5, равном логической 1, индикатор HG1 высвечивает шестнадцатиричные цифры от 0 до F.
Ниже приведена схема исследуемого дешифратора.
С помощью SA1–SA4 можно подать двоичный код некоторого числа, а на HG1 можно увидеть это число.
Пример: Возьмем число 11 (десятичное).
1110=10112=В16 .
С помощью SA1, SA2 и SA4 на соответствующие входы подаем логическую 1. Теперь если с помощью SA5 подать на вход 5 логический 0, то на HG1 мы увидим свечение двух сегментов b и с, а если на вход 5 подать логическую 1, то на HG1 высветится буква b посредством сегментов f, e, d, c и q.
При домашней подготовке:
1. По справочнику для серии К155 выписать наименования ИС типов ИД, КП, а также их функциональные назначения и условно-графические обозначения.
2. С использованием таблиц истинности либо булевых выражений описать работу устройств дешифратора и демультиплексора (на ИМС типа К155ИД4), коммутатора (на ИМС типа К155КП5) и преобразователя кодов (на ИМС типа К155РЕ3).
3. Проанализировать работу преобразователя двоичного кода в код семисегментного цифрового индикатора для представления информации в десятичных символах.
4. Нажимая и отпуская кнопку SB2 подать импульсный сигнал на информационный вход демультиплексора. Нарисовать диаграммы напряжений на входе и выходе демультиплексора.
При защите лабораторной работы:
1. Показать сходства и отличия во внутренней структуре и в логике работы дешифратора, демультиплексора, коммутатора.
2. Объяснить принцип работы преобразователя кодов.
3. Привести примеры применения приведенных устройств на практике.
4. Показать возможность применения семисегментного индикатора для представления расширенного алфавита символов.
Составители
ВЛАДИМИР ВАСИЛЬЕВИЧ ДЕМЬЯНОВ
СИДЕЛЬЦЕВ СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ
ЭЛЕКТРОНИКА
Часть 2
Методические указания к лабораторным работам по курсам
«Физические основы электроники»,
«Физические основы промэлектроники»,
«Информационно-измерительная техника и электроника»,
«Средства передачи и обработки информации»
для студентов специальностей 140604 «Электропривод
и автоматика промышленных установок
и технологических комплексов»,
140211 «Электроснабжение»,
190702 «Организация и безопасность движения»,
070600 «Физические процессы горного производства»
всех форм обучения
Печатается в авторской редакции. Рецензент Филимонов С.Г.
Подписано в печать 13.10.2009. Формат 60´84/16.
Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 1,6.
Тираж 86 экз. Заказ
ГУ КузГТУ, 650000, Кемерово, ул. Весенняя, 28.
Типография ГУ КузГТУ, 650000, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.
