Име: Фамилия: Фак.#: Група: Email:

Както виждате, страниците вече са оформени като формуляри с множество текстови полета, в които можете да въвеждате свободно вашия коментар. В началото въведете вашите данни, а след това попълнете текстовите полета, разположени в тялото на страницата. Накрая натиснете бутона SEND в края на страницата, с което ценните ви мисли ще пристигнат при мен :). Бих много се радвал, ако по този начин продължим дискусисиите, започнати по време на лабораторните занятия.

ВЪВЕДЕНИЕ. На миналите занятия (1 и 2) се занимавахме с най-елементарните логически схеми, които днес ще използваме като градивни блокчета за да построим и изследваме по-сложни комбинационни схеми. Както обикновено, ще "построим" лабораторното занятие в последователни стъпки като на всяка поредна стъпка ще обогатяваме с по един нов вход или функция изследваните елементи.

1. ДЕШИФРАТОРИ. В цифровата схемотехника често ни се налага да преобразуваме кодове с помощта на кодови преобразуватели. Докато елементарните логически схеми имаха няколко входа, но само един изход, кодовите преобразуватели са вече устройства с множество входове и изходи. Може би най-популярните от тях са дешифраторите, които имат толкова изхода, колкото са възможните входни комбинации. В даден момент активен е само изходът, който съответства на подадената входна комбинация.

1.1. ДЕШИФРАТОР "2 > 4". Дешифраторът 74155, обект на днешното занятие, преобразува 2-битов двоичен код в 4-битов код "1 от 4". Това означава, че за всяка една от възможните 4 комбинации на входните променливи, съответният изход става активен ("логическа нула" за тази схема). Според вас, за какво може да се използва тази схема? Какво например прави адресният дешифратор в един микрокомпютър? Как например можете да командвате 4 устройства по 2 проводника? В един чип 74155 има два такива дешифратора, които имат и допълнителни разрешаващи входове (C и G). Каква според вас е ролята на разрешаващите входове на интегралните схеми?

Построяване от елементарни логически елементи. Е добре, за да разберем точно какво и как го прави дешифратора 74155, нека да го построим от по-елементарни логически схеми (какви и колко на брой?), както направиха ваши колеги на едно от лабораторните занятия (като ми предадат протокола си, ще го видите и вие в интернет). Очевидно, в 4 последователни стъпки ще материализираме функцията Y = f(B,A), съгласно таблицата на истинност. Ето ви една интересна възможност да изградите този най-елементарен дешифратор, като и аз ще имам удоволствието да се запозная с резултата (е, ако все пак накрая натиснете бутона ИЗПРАТИ ДАННИТЕ):

"Строител" на дешифратор 2 към 4 (нещо като електронен ЛЕГО :))

Елементи: 2-входов ИЛИ (OR) 3-входов ИЛИ (OR) 4-входов ИЛИ (OR) 2-входов ИЛИ-НЕ (NOR) 3-входов ИЛИ-НЕ (NOR) 4-входов ИЛИ-НЕ (NOR) 2-входов И-НЕ (NAND) 3-входов И-НЕ (NAND) 4-входов И-НЕ (NAND) Стъпка 1: Y0 = b a c g 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 Стъпка 2: Y1 = b a c g 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 Стъпка 3: Y2 = b a c g 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 Стъпка 4: Y3 = b a c g 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0

Ето, че възникна и проблем: Как да получим инверсните стойности на аргументите A и B? Е, имате свобода - използвайте допълнителни инвертори или цифрови изходи DOUT. Въобще, разкажете как построявате схемата, как я изследвате, особености в действието и др.

Между другото, колегите ви от ФКТТ изграждат внушителна библиотека от аналогови градивни елементи, която можете да използвате следващата година (е, някои елементи може още сега), в курса по аналогова схемотехника. Ето докъде са стигнали на петото семинарно упражнение Аналогови схемни градивни блокчета: източник на напрежение токов товар преобразувател напрежение-ток преобразувател съпротивление-ток напр. управляван източник на ток съпр. управляван източник на ток съставен волтметър нелинеен омметър делител напрежение/съпротивление последователен суматор на напрежения източник на ток напреженов товар преобразувател ток-напрежение съставен амперметър омметър умножител ток х съпротивление паралелен суматор на токове преобразувател напрежение-напрежение преобразувател преместване-напрежение преобр. съпротивление-напрежение (прав) умножител отношение х напрежение паралелен суматор на напрежения преобр. съпротивление-напрежение (обр.) паралелен субтрактор на напрежения мостова схема C интегратор ток-напрежение L интегратор напрежение-ток RC интегратор напрежение-напрежение LR интегратор напрежение-напрежение C диференциатор напрежение-ток L диференциатор ток-напрежение CR диференциатор напрежение-напрежение RL диференциатор напрежение-напрежение . Сега да продължим нашата работа.

След като построихте дешифратора символично, вече можете и да го изследвате реално върху лабораторния макет. Как мислите, дали за изследването на този най-елементарен дешифратор да не използвате също така елементарни средства? Така ще "усетите" реално схемата. Например, какво ви пречи да давате съответните входове на "маса" или "висящи" (спомнете си странното свойство на ТТЛ елементите да възприемат като "лог. 1" несвързаните входове)? Между другото, можете ли да оставите входовете на MOS схема "висящи"? В една група правихме този експеримент и "изобретихме" индикатор на електромагнитно излъчване :).

Добре, а защо в изходите да не включите най-обикновени светодиоди? Само, че как точно да го направите? Е, надявам се, не като Ради :), т.е. ще се сетите да използвате резистор със съответната стойност (?). Освен това, към "масата" или към "плюса" ще свържете светодиода? Какво ще индицира той в единия и в другия случай? Колко е нивото на логическата "1" и "0" в единия и другия случай? Ами вместо да се чудите, просто пробвайте.

Изследване на "готов" дешифратор 74155. Сега си представете, че фирмата Texas Instruments е реализирала ценната ви схема под формата на интегрална схема 74155 и вие можете удобно да я изследвате вече с помощта на компютъра :). Само не забравяйте да "разрешите" действието й (примерно на горната половинка) чрез входовете 1C и 1G. Ако искате да опростите връзките свържете инвертиращите входове на "маса", а неинвертиращите оставете несвързани (за учебни цели това е допустимо). Можете да опростите и таблицата, ако направите само две колонки за входните променливи A и B като посочите при какви стойности на 1C и 1G е в сила тя.

1.2. ДЕШИФРАТОР "3 към 8". Сега трябва да решите една творческа задача - да сглобите от два дешифратора "2 > 4" един дешифратор "3 > 8. Или, трябва да добавите още една входна променлива C, да намерите още един вход към схемата и съответно да разширите таблицата с нова колонка. Трикът се състои в това да накарате новата, най-старша променлива C да превключва двата полу-дешифратора "2 > 4", докато старите входни променливи A и B продължават да командват едновременно двете групи от изходни величини 1Y... и 2Y... Помислете и го направете (ако мно.о..о...го се затрудните, обърнете скришом от мен :) листа с готовите схеми, които колегата Емил Саръмов беше така любезен да ви подготви). Аз пък ще ви подсетя с една "построителна" идея за слепване на таблици.

Интересно, защо ли са разместени индексите 1 и 2? Добре, изследвайте сега схемата без да разваляте нищо направено досега, само добавете едно кабелче или просто го преместете (нали и строителите, за да построят нов етаж, не развалят предишния :)).

2. ДЕМУЛТИПЛЕКСОРИ. Дешифраторите бяха схеми, които при подаване на комбинация от входни сигнали избират определено устройство, т.е. тази комбинация играе ролята на адрес. Сега трябва да добавите още един входен сигнал, който ще изпълнява ролята на данни. В зависимост от адреса, тези данни ще се появят на съответния изход на устройството демултиплексор. Какви примери на такива устройства можете да дадете от вашето ежедневие, в които нещо се насочва принудително в желаната посока? Може би влакова стрелка, автомобилен поток, пари, телефонни разговори, "тракащ" стъпков избирач в стара телефонна централа, интернет данни или други? Или нещо по-сериозно - предаване на данни по един проводник (времеделение)?

Превръщане на дешифратор "1 към 8" в демултиплексор. Ясно, новата творческа задача е да превърнете един дешифратор в мултиплексор. Опитайте се да подтиснете спонтанно възникналото желание да развалите предишната схема (разбирам ви, знам че ви е трудно, човешко е :)), а само с преместване на едно кабелче да я превърнете в желаната нова. Можете да си представяте, че до този момент една константа (нула) се е появявала на избрания изход, а сега ще трябва да я направите входна променлива. Но как да разберете, че тя се е появила на желания изход? Помислете и го направете.

3. МУЛТИПЛЕКСОРИ. Не е трудно да се досетим, че и демултиплексорите имат "обратните" двойници - мултиплексорите. Май и за тях могат да се намерят много примери от живота (опитайте се да ги получите като обърнете посоката на "данните" в горните примери). Можем ли обаче просто да разменим входовете и изходите на схемата 74155 за да направим мултиплексор? За съжаление схемата е еднопосочна и ако се опитате да го направите ще се получи конфликт между източници на напрежение. Щом е така, просто ще вземем наготово един готов мултиплексор 74153 и ще го изследваме. Но и тук трябва да измислите процедура за откриване на избрания вход, а също и как да отразите резултатите в таблица.