- •Цифровые и микропроцессорные устройства
- •Часть 1
- •5 Марта 2009 г., протокол № 6
- •Введение
- •Изучение интегральных логических и буферных элементов. Работа со справочником Цель работы
- •Домашнее задание
- •Вопросы для самоконтроля
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Требования к знаниям и умениям студентов
- •Синтез комбинационных цифровых устройств в базисах и-не, или-не Цель работы
- •Домашнее задание
- •Вопросы для самоконтроля
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Требования к знаниям и умениям студентов
- •Методические указания
- •Исследование основных логических элементов и простейших комбинационных цифровых устройств Цель работы
- •Домашнее задание
- •Вопросы для самоконтроля
- •Приборы, оборудование и документация
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Требования к знаниям и умениям студентов
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Требования к знаниям и умениям студентов
- •Исследование работы комбинационных цифровых устройств Цель работы
- •Домашнее задание
- •Вопросы для самоконтроля
- •Приборы и оборудование
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Вопросы для самоконтроля
- •Приборы и оборудование
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Требования к знаниям и умениям студентов
- •Методические указания
- •Литература
- •Система условных обозначений микросхем стандартной логики производства нпо «Интеграл»
- •Условное графическое обозначение, цоколевка и таблицы истинности интегральных микросхем стандартной логики схемотехники кмоп производства нпо «Интеграл»
- •Содержание
- •Цифровые и микропроцессорные устройства
- •Часть 1
Домашнее задание
Повторить по [5], [6] или [7] основные статические и динамические параметры интегральных ЛЭ, их физический смысл и единицы измерения.
Повторить по [6] или [7] типы выходов цифровых элементов, их схемотехнические особенности, достоинства и недостатки.
Повторить по [8] условные обозначения подгруппы ЛЭ по ГОСТ 17021-88.
Повторить по [8], [4] или [7] условные графические обозначения (УГО) основных ЛЭ по ГОСТ 2.743-91 и их международные варианты.
Изучить по приложению Б номенклатуру, условное графическое обозначение и основные электрические параметры интегральных логических и буферных элементов схемотехники КМОП производства НПО «Интеграл».
Подготовить ответы на вопросы для самоконтроля.
Вопросы для самоконтроля
Укажите основные статические и динамические параметры интегральных ЛЭ, поясните их физический смысл и единицы измерения.
Поясните взаимосвязь между быстродействием интегральных ЛЭ, потребляемой мощностью и помехоустройчивостью.
Поясните, почему выходные токи иимеют разные знаки? Покажите их направление на УГО инвертора.
Укажите напряжение источника питания для микросхем схемотехники ТТЛШ и современных серий схемотехники КМОП.
Поясните, какие параметры интегральных ЛЭ и как можно определить по передаточной характеристике?
Зарисуйте УГО основных ЛЭ по ГОСТ 2.743-91 и их международные варианты.
Укажите схемотехнические особенности цифровых элементов (логических, запоминающих, буферных) с логическим выходом, с открытым коллектором (стоком), с третьим или Z-состоянием. Зарисуйте их УГО, принципиальную электрическую схему выходного каскада, поясните принцип работы, укажите достоинства и недостатки.
Порядок выполнения работы
Проверка подготовки студентов к занятию по вопросам самоконтроля в виде фронтального или программированного опроса.
Выполнить индивидуальное задание № 1. Изучить микросхемы интегральных логических и буферных элементов разных схемотехнических типов (таблица 1).
Таблица 1 – Исходные данные к индивидуальному заданию № 1
Номер варианта |
Условное обозначение микросхем по ГОСТ 17021‑88 (международное обозначение) и схемотехника | ||
Логические элементы ТТЛШ |
Логические элементы КМОП |
Буферные элементы КМОП | |
1 |
1533ЛА1 (SN54ALS20) |
ЭКР1564ЛЕ1 (IN74HC02AN) |
ЭКР1554ЛП8 (IN74AC125N) |
2 |
1533ЛН2 (SN54ALS05) |
ЭКР1554ЛИ6 (IN74AC21N) |
ЭКР1554АП3 (IN74AC240N) |
3 |
1533ЛЕ1 (SN54ALS02) |
ЭКР1564ЛН2 (IN74HC05AN) |
ЭКР1564ЛП8 (IN74HC125AN) |
4 |
1533ЛА4 (SN54ALS10) |
ЭКР1554ЛИ1 (IN74AC08N) |
ЭКР1554АП4 (IN74AC241) |
5 |
1533ЛА8 (SN54ALS01) |
ЭКР1564ЛП5 (IN74HC86AN) |
ЭКР1594АП6 (IN74ACT245N) |
6 |
1533ЛА7 (SN54ALS22) |
ЭКР1554ЛЕ4 (IN74AC27N) |
ЭКР1594АП5 (IN74ACT244N) |
7 |
1533ЛА3 (SN54ALS00) |
ЭКР1564ЛЛ1 (IN74HC32AN) |
ЭКР1564АП4 (IN74HC241AN) |
8 |
1533ЛП5 (SN54ALS86) |
ЭКР1554ЛА3 (IN74AC00N) |
ЭКР1554АП6 (IN74AC245N) |
9 |
1533ЛИ1 (SN54ALS08) |
ЭКР1564ЛЕ4 (IN74HC27AN) |
ЭКР1554АП25 (IN74AC620N) |
10 |
1533ЛА2 (SN54ALS30) |
ЭКР1554ЛИ3 (IN74AC11N) |
ЭКР5564АП26 (IN74HCT623AN) |
Выбрать из таблицы 1 заданную микросхему интегрального ЛЭ схемотехники ТТЛШ для заданного варианта и найти ее в справочнике [8], используя алфавитно-цифровой указатель. Номер варианта соответствует последней цифре номера студента в списке учебного журнала группы, за исключением варианта № 10, который выполняют студенты, имеющие в списке группы номер 10, 20 или 30. Затем выбрать из таблицы 1 заданные микросхемы интегрального логического или буферного элементов схемотехники КМОП и найти их в приложении Б.
Зарисовать по [8] и приложению B УГО заданных микросхем, таблицы истинности и проставить номера выводов. Указать выполняемые логические операции.
Определить по [8] и приложению Б основные статические и динамические параметры заданных микросхем. Результаты записать в таблицу, аналогичную по форме таблице 2.
Таблица 2 – Основные статические и динамические параметры заданных микросхем (образец заполнения) |
(tPHL), не более |
нс |
28 |
7 |
12 |
Примечания
Для микросхем схемотехники ТТЛШ указан средний потребляемый ток Iпот. Его значение можно найти в справочнике [3] либо определить расчетным путем. |
(tPLH), не более |
нс |
28 |
8 |
12 | ||
(ICC), не более |
мкА |
20 |
40 |
2450 | ||
(IOH), не более |
мА |
– 4 |
– 24 |
– 0,2 | ||
(IOL), не более |
мА |
4 |
24 |
2,0 | ||
(IIH), не более |
мкА |
1,0 |
1,0 |
20 | ||
(IIL), не более |
мкА |
– 1,0 |
– 1,0 |
– 200 | ||
(VOH), не менее |
В |
4,9 |
4,9 |
2,5 | ||
(VOL), не более |
В |
0,1 |
0,1 |
0,5 | ||
UИП (VCC) |
В |
5 |
5 |
5 | ||
Схемо-техника |
КМОП |
КМОП |
ТТЛШ | |||
Условное обозначение по ГОСТ 17021-88 |
ЭКР1564ЛИ6 |
ЭКР1554ЛА1 |
1533ЛН1 | |||
Международное обозначе-ние микросхем |
IN74HC21AN |
IN74AC20N |
SN54ALS04 |
Проанализировать данные таблицы 2 и сделать сравнительную характеристику интегральных ЛЭ различных схемотехнических типов, указать их достоинства и недостатки.
Выполнить индивидуальное задание № 2 (таблица 3). По заданной логической операции, типу схемотехники и типу выхода выбрать микросхему.
Таблица 3 – Исходные данные к индивидуальному заданию № 2
Номер варианта |
Логическая операция |
Схемотехника |
Тип выхода |
1 |
6 ЛЭ НЕ |
КМОП |
Открытый сток |
2 |
2 ЛЭ 4 И-НЕ |
ТТЛШ |
Логический |
3 |
4 ЛЭ 2 И-НЕ |
КМОП |
Открытый сток |
4 |
4 ЛЭ 2 ИЛИ-НЕ |
ТТЛШ |
Логический |
5 |
4 ЛЭ 2 ИЛИ |
КМОП |
Логический |
6 |
4 ЛЭ 2 И-НЕ |
ТТЛШ |
Открытый коллектор |
7 |
4 ЛЭ 2 Искл. ИЛИ |
КМОП |
Логический |
8 |
4 ЛЭ 2 И |
ТТЛШ |
Открытый коллектор |
9 |
4 ЛЭ 2 И-НЕ |
КМОП |
Логический |
10 |
2 ЛЭ 4 И-НЕ |
ТТЛШ |
Z-состояние |
Подобрать по справочнику [8] или приложению Б микросхему схемотехники ТТЛШ или КМОП в соответствии с заданными в таблице 3 требованиями. Для подбора микросхемы схемотехники ТТЛШ следует использовать таблицу 2.2 в справочнике [8]. Для подбора микросхемы схемотехники КМОП следует использовать приложение Б. Указать возможные варианты микросхем, соответствующих заданию, и выбрать одну из них с лучшими параметрами.
Зарисовать УГО выбранной микросхемы и таблицу истинности, указать ее условное обозначение, а также записать в таблицу 2 основные статические и динамические параметры.
Ответить на контрольные вопросы.
Оформить отчет и сдать зачет.