Olga Michalak

Melchior Moroz

Karol Walendziak

Paweł Zawadzki

Sprawozdanie

UKŁADY CYFROWE

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z podstawowymi elementami stosowanymi w technice cyfrowej, oraz ich wykorzystaniem w praktyce.

Przy wykonywaniu ćwiczenia opieraliśmy się o znane nam już z wykładu prawa de'Morgana:

Algebrą Boole'a:

oraz o system funkcjonalnie pełny, jakim jest bramka typu NAND.

Znając te zagadnienia mogliśmy przystąpić do wykonywania kolejnych ćwiczeń, które polegały na budowaniu układów cyfrowych, o określonych parametrach wejść, lub wyjść.

Ćwiczenie 1

Zbudować układ, który na wyjściu będzie miał sygnał
przy użyciu bramek NAND

Ćwiczenie 2

Zbudować układ, który na wyjściu będzie miał sygnał
przy użyciu bramek NAND

Ćwiczenie 3

Prasa hydrauliczna pracuje tylko wówczas, gdy chłodnica schłodzi płyn roboczy do odpowiedniej temperatury. Kolejnym ustawieniem prasy, jest obecność materiału, która dla naszej prasy jest obojętne, co znaczy, ze prasa zadziała nawet wówczas, gdy materiału nie będzie. Do dopełnienia warunków zadziałania prasy należy dodać, że ustawienie „człowiek bezpieczny” musi być w ustawieniu „0”, oznacza to, że w zasięgu pracy maszyny nie może być człowieka.

0	0	0	0
0	0	1	0
0	1	0	0
0	1	1	0
1	0	0	1
1	0	1	0
1	1	0	1
1	1	1	0

Rozważając nasz sygnał zapisujemy 3 sygnały wejściowe:

- wychłodzenie płynu

- obecność materiału

- człowiek bezpieczny

Rys 1. Tablica stanów

Rozpisujemy równania stanów:

Ćwiczenie 4

Znane jest równanie stanów. Doprowadź je do najprostszej postaci, aby zminimalizować układ i na podstawie tego zbuduj układ realizujący podane równanie.

Upraszczając:

Co na schemacie wygląda następująco:

Poprawność działania wszystkich układów sprawdzaliśmy przy wykorzystaniu układów scalonych z 2 i 3 wejściowymi bramkami NAND będącymi elementami tablicy UNILOG (UL-01, UL-04, UL-0.5 oraz UL-07) za pomocą której budowaliśmy wszystkie swoje układy.

Sygnał wyjściowy odczytywaliśmy przy pomocy diody LED.

Najczęściej stosowanymi scalonymi układami bipolarnymi w technice cyfrowej są układy TTL(transistor-transistor-logic). Stosowane w zakresie małego i średniego stopnia scalania. W układach cyfrowych sygnały przyjmują dwie wielkości dyskretne, z których jedna jest identyfikowana jako stan logiczny „1”, a druga stan logiczny „0”.

Wartości charakteryzujące taki układ to :

Napięcie zasilające na poziomie +5V powinno być stabilizowane w granicach ±5%

Napięcie wejściowe w stanie logicznym „0” to 0,8 V , natomiast stan „1” jest napięciem równym 2 V oraz odpowiadające im napięcia wyjścia :

• napięcie wyjście w stanie niskim „0” powinno być ≤ 0,4 V

• napięcie wyjścia w stanie wysokim „1” powinno być ≥ 2,4 V

Obciążalność bramki w naszym przypadku równa 10 określa ilość takich samych układów TTL które mogą być dołączone do jednego wyjścia układu podstawowego (TTL). Przekroczenie zalecanej wartości obciążalności może spowodować nagrzewanie się układu i zwiększenie poboru mocy.

---