Praktikum Digitaltechnik

Transkript

1 b J K Q Q Praktikum igitaltechnik Q Q achelor-studium KoSI Praktikumsunterlagen Versuch GT Grundlagen der kombinatorischen Logik.Praxisnahes Kenne nlernen eines Is. Gegeben sind die PIN-elegungen von 4 Is, die logische Verknüpfungen realisieren. Sie erhalten ein nichtbeschriftetes, numeriertes I und sollen nun durch eschaltung der Anschlüsse mit Schalterbausteinen, sowie den LEs der Ampelbox als Anzeige für die Logikpegel den richtigen I-Typ ermitteln. eachten Sie, daß der I eine Markierung für die Lage der PINs besitzt und außerdem eine Spannungsversorgung braucht. 4- und -polige Is werden in derselben I-Fassung betrieben, bei 4-poligen Is bleiben die unteren beiden Anschlüsse 8 und 9 der Fassung frei, dadurch ändern sich die beschrifteten Anschlüsse auf der rechten Seite! Als I-Fassung grünen Testsockel verwenden ei allen I-Typen: PIN 4 = V ( Versorgungsspannung ) PIN 7 = GN ( Masse ) Verwendetes I mit Nummer: Gefundene Verknüpfungsfunktion:

2 igitaltechnik Versuch. Synthese eines Schaltnetzes mit NAN-Gattern ( unter Verwendung möglichst weniger Is ).. Ein Schaltnetz soll zwei zweistellige ualzahlen b ( b,b ) und a ( a,a ) vergleichen und dann y = liefern, wenn b > a ist. (Skript igitaltechnik Teil Seite 4) Vervollständigen Sie die unten dargestellte Wahrheitstabelle... Realisieren Sie die vorgegebene Funktion y = f ( b, b, a, a ) mit möglichst wenig NAN-Gatter-Schaltboxen auf dem Steckpult. ( das Schaltnetz soll praxisgerecht mit möglichst wenig integrierten austeinen I realisiert werden, denn in jeder Schaltbox steckt ein entsprechendes NAN-Gatter-I SN 74xx ) Zur Verfügung stehen digitale Schaltboxen mit 4 NANs zu je Eingängen ( 74 ) mit NANs zu je Eingängen ( 74 ) mit NANs zu je 4 Eingängen ( 74 ) mit NAN zu 8 Eingängen ( 74 ) azu müssen Sie die MF und die KMF der gegebenen Funktion in eine NAN-arstellung umformen und daraus die minimal benötigte Anzahl von NAN-Schaltboxen ermitteln. ( Hinweis: Es sind weniger als 4 Schaltboxen ).. Testen Sie die Logik mit Hilfe der beiden odierschalter einer odierbox, an denen Sie die Werte bis der beiden zwei-it-ualzahlen a und b einstellen und stellen Sie das Ergebnis y auf einer LE der Ampel-ox dar. eachten sie, daß die Eingangsvariablen am odierschalter nur in Eigenform vorhanden sind, dh. Negationen der Eingangsvariablen müssen mit NAN-Gattern realisiert werden. Tabellen, Schaltgleichungen und Schaltpläne müssen zu Hause in der Praktikumsvorbereitung erstellt werden und sind Vorbedingung für die Praktikumsteilnahme!!! (Skript igitaltechnik Teil Seite ) Wahrheitstabelle: b b a a Y

3 igitaltechnik Versuch Schaltgleichungen in NAN-Form ( Umformen der beiden Minimalformen aus KV-iagramm durch doppelte Negation und Herunterbrechen nach emorgan - Rechenregeln im Skript Teil Seite 7-9 ) MF: Y = KMF: Y = Schaltplan der Realisierung der Funktion y = f (b,b, a, a ) ( Schaltplan in der Praktikumsvorbereitung zeichnen!!!!! ) b b a a

4 igitaltechnik Versuch 4. Schaltnetz mit Multiplexer ( Skript igitaltechnik Seite 8 und 9 ). as Schaltnetz von Aufgabe soll mit möglichst geringem Multiplexer-Aufwand realisiert werden. Es steht ein 8-auf- - Multiplexer-austeine 74LS ( intern zwei parallele 4-auf -MUX ) und Nicht-Gatter zur Verfügung.. Testen sie entsprechend Aufgabe im parallelem etrieb mit der NAN-Schaltnetz -Lösung Tabellen, Schaltgleichungen und Schaltpläne müssen zu Hause in der Praktikumsvorbereitung erstellt werden und sind Vorbedingung für die Praktikumsteilnahme!!! Wahrheitstabelle : b b a a Y b b a a Schaltplan des Multipexer-Schaltnetzes 4 (A) () O 74 LS G / 44 Multiplexer 7 (Y) (G) EN 4 (A) () O G / Multiplexer 9 (Y) ( G ) EN I Type 74 LS in Abhängigkeitsnotation

5 igitaltechnik Versuch atenblatt 74LS

6 igitaltechnik Versuch 4. Schaltnetzsynthese mit Festwertspeicher ( Skript igitaltechnik Teil Seite 4 ) 4. Es soll ein -it- Volladdierer ( Skript igitaltechnik Teil Seite - ) für die zweistelligen ualzahlen a (a, a) und b (b, b) mittels eines EPROMs 7 ( 48*8 it ) realisiert werden. 4. Entwickeln Sie zuerst die Wahrheitstabelle und daraus die Programmiertabelle für dieses Schaltnetz mit?? Eingängen und?? Ausgängen. 4. Programmieren Sie das EPROM und bauen Sie die Schaltung auf dem Steckpult auf. Überlegen Sie, wie die nicht benötigten Adreß-Eingänge und atenausgänge des EPROMs zu beschalten sind. 4.4 Testen Sie Ihre Schaltung aus, durch Eingabe der beiden -it-zahlen über odierschalter und arstellung aller Zahlen einschließlich Ergebnis und arry auf einem Hex-Anzeige-Modul mit 4 Siebensegmentanzeigen. 4. auen sie mit einem zweiten zusätzlichen EPROM eine 4-it-Volladdierer-Schaltung auf dem Steckpult auf und testen Sie entsprechend wie oben mit 4-it-Operanden aus. Hinweis: er 4-it Volladdierer soll durch die Serien-Erweiterung zweier hintereinander geschalteter -it-volladdierer realisiert werden. ( Skript Teil Seite - ) Nicht benötigte Adresseingänge sowie die Freigabe-Eingänge PGM, /E und /OE des EPROMs müssen unbedingt beschaltet werden!!! (wie??? ) Anschlußschema EPROM A7 A A A4 A A A A GN M7 Vcc A8 A9 PGM OE A E eim Auslesen müssen sämtliche Eingänge beschaltet werden!! etriebsspannung Vcc= +V, X=beliebige eschaltung Pin / Funktion etriebsart Lesen inaktiv Programmier. 8(E/ PGM) LOW HIGH gepulst (E) LOW X HIGH (Vpp) +V +V +V atenausgänge aten aus hochohmig aten ein

7 igitaltechnik Versuch 7 4. Wahrheits- und Programmiertabelle für einen -it Volladdierer Adressen A4 A A A A aten/hex hex b b a a i- i S S A E F A E F Tabellen, Schaltgleichungen und Schaltpläne müssen zu Hause in der Praktikumsvorbere itung erstellt werden und sind Vorbedingung für die Praktikumsteilnahme!!!

8 igitaltechnik Versuch 4. Eprom-Realisierung eines 4-it Volladdierers 8 ( er Stellenwert der Ein/Ausgänge von odier-schalter und Hex-Anzeige ist A =>, =>, =>, => ) -it-volladd. -it-volladd. a a a a erster 4-it-Operand b b b b zweiter i+ i i- Übertragsbit Y s s s s Ergebnis 4-it-Summe Hexadezimal-Anzeige A A A A Latch-Freigabe A A A A A4 A A A7 EPROM 48*8 M A8 A9 9 A OE 8 S EPROM I A A A A A4 A A A7 OE 8 EPROM 48*8 M A8 A9 A S EPROM 7 7 Hexadezimal odierer 8 8 AA AA