Laboration D182. ELEKTRONIK Digitalteknik. Sekvenskretsar. UMEÅ UNIVERSITET Tillämpad fysik och elektronik Digitalteknik Ola Ågren v 4.

Transkript

1 UMEÅ UNIVERSITET Tillämpad fysik och elekronik Digialeknik Ola Ågren v 4.4 ELEKTRONIK Digialeknik Laboraion D182 Sekvenskresar Namn: Daum: Eposadr: Kurs: Sudieprogram: Innehåll Sidan 1. SR-låskres 1 2. D-vippa 74HC JK-vippan 74HC Asynkron räknare 4 5. Dekad-räknare 5 6. Analys av sekvensnä 6 7. Konsrukion av sekvensnä 7

2 1 Uppgif 1 SR-låskres (lach) Figuren nedan visar principschema för en SR-låskres. 1 Kompleera schema så a du får e fullsändig kopplingsschema och koppla sedan upp kresen. S 1 & R 1 & _ 2 Mä av och fyll i abellen i exak den ordning som är angiven. Sudera hur själva ordningsföljden hos insignalerna påverkar usignalerna. S R _ 3. Alla rader i abellen med S = R = 0 skall ine vara lika om S och R har ändras enlig abellen. Vad är de som besämmer illsånde hos och när S = R = 0? 4. S = R = 1 brukar ibland kallas "förbjude illsånd". Varför? (Bäre vore kanske a kalla de "irreguljär illsånd".) 5. Sammansäll SR-låskresens egenskaper genom a göra en sanningsabell för de fyra kombinaioner på S och R som kan förekomma. 6. Ugå från resulae av dina undersökningar för a a sällning ill vad som skiljer sekvenskresar från kombinaoriska kresar. Formulera vad som är den grundläggande skillnaden.

3 2 Uppgif 2 Posiiv flankrigga D-vippa 74HC74 I denna uppgif skall du sudera D-vippan (D-ype flip-flop) 74HC74. 1 Ria e kopplingsschema för en D-vippa 74HC74 och koppla sedan upp den. 2 Nollsäll vippan med hjälp av RESET-ingången. Beskriv hur du gör. 3 Tag upp idsdiagramme. Ugå från a = 0 då = 0. CK D 4 Vad händer om man ändrar D-signalen när klockan är hög. Jämför med D-vippan i uppgif 2. 5 Gör följande: * Nollsäll vippan * Säll D = 1 * Lägg klockan hög och lå den ligga kvar där * Akivera RESET-ingången. Vad händer? Jämför med fråga 4. Vilka slusaser drar du?

4 3 Uppgif 3 JK-vippan 74HC76 Den vanligase ypen av vippa är JK-vippan. En av anledningarna ill dea är a man genom a koppla en JK-vippa på lämplig sä kan få den a också fungera som SR-vippa, D-vippa eller T-vippa. 1 Använd en 74HC76 och koppla den så a den fungerar som en JKvippa. Ria e fullsändig kopplingsschema och koppla upp kresen. 2 Nollsäll vippan med RESET och ag sedan upp idsdiagramme. CK J K 3 Översä idsdiagramme ill en sanningsabell. 4 Slår om på klockpulsens fram- eller bakkan? Hur markeras dea i symbolen?

5 4 Uppgif 4 Asynkron 4-räknare I 74-serien finns de e fleral olika varianer av JK-vippor. Anledningen ill dea är a JK-vippan är e så flexibel byggelemen. Föruom a en JK-vippa enkel kan kopplas så a den fungerar som D-vippa, T-vippa, RS-vippa ec. kan man även med JK-vippor bygga upp ex regiser och räknare av olika slag. I denna uppgif skall du konsruera en asynkron 4-räknare med hjälp av JK-vippor 74HC76. 1 Ria e fullsändig kopplingsschema för en asynkron 4-räknare (Divide-by-4-couner eller 2-bi ripple couner). Räknaren skall vara en upp-räknare. Nollsällning av räknaren skall kunna göras när som hels. 2 Koppla upp räknaren, nollsäll den och ag upp idsdiagramme. CK A B 3 Varför kallas räknaren för en asynkron rippel-räknare? 4 Hur skall man på e enkel sä koppla om kresen så a man får en ned-räknare. Konrollera a de fungerar.

6 5 Uppgif 5 Dekad-räknare 74HC393 är i grundversionen en 4-biars rippelräknare. Genom a unyja Rese-ingångarna (Clear-ingångarna) på olika sä - evenuell illsammans med yre grindnä - kan man konsruera andra yper av räknare. 1 Konsruera en dekad-räknare med hjälp av kresen 74HC393. Behöver du flera kresar får du välja dessa på lämplig sä. Ria fullsändig kopplingsschema. Koppla upp kresen och mä upp sanningsabellen. Ck d c b a Hur skall kopplingen ändras om man vill ha en 7-räknare? Konrollera a de fungerar.

7 6 Uppgif 6 Analys av sekvensnä Ibland får man ag i en färdigbyggd koppling eller e färdig kresschema och behöver a reda på hur konsrukionen fungerar. Man säger då a man gör en analys av näe. Man går från konkre konsrukion ill eoreisk beskrivning. I denna uppgif ska du analysera följande koppling eoreisk och prakisk. A B I DA =1 D1 =1 A C1 DB D1 C1 B CLK 1 Beskriv hur näe fungerar m.h.a. e fullsändig illsåndsdiagram. Redovisa alla beräkningar och resonemang (funkionsuryck, abeller, diagram o.dyl.) som behövs för a ge en komple eoreisk-logisk beskrivning och komma fram ill illsåndsdiagramme. 2. Välj mellan a koppla upp näe eller simulera de med Elecronics Workbench eller annan simulaor för a för egen del undersöka om funkionen sämmer med den eoreiska modellen du kom fram ill. Om du simulerar, inkludera simuleringsresulae i din skrifliga laboraionsredovisning. Om du kopplar, noera dina iakagelser och undersökningsresula i dokumenaionen av denna uppgif.

8 7 Uppgif 7 Konsrukion av synkron sekvensnä (synes) Ibland vill man uifrån en eoreisk-logisk modell skapa en prakisk konkre kreskoppling. Man säger då a man gör en synes av en logisk funkion. Man går från eoreisk beskrivning ill konkre konsrukion. Realisera nu följande illsåndsmaskin digial m.h.a. D-vippor i e synkron sekvensnä. 00/ /10 11/10 10/ /00 10/00 11/11 11/01 01/ /11 01/00 11/00 01/ /10 10/10 00/11 (Egenligen är helhesfunkionen i denna konsrukion ganska spårlös - men den är lä a koppla upp!) Redovisa uppgif 7 enlig kursens hemsidor. Om hemsidorna ine specificerar någo, redovisa enlig följande anvisningar. Skriflig a) Fullsändig förarbee (alla överväganden och avvägningar, abeller, beräkningar, minimeringar, diagram, logiska uryck, ec som behövs för a besämma konsrukionen). b) Fullsändig kopplingsschema. Prakisk Visa färdigkopplad och fungerande konsrukion för laboraionshandledare.