| Both sides previous revisionPrevious revisionNext revision | Previous revision |
| pl:edu:zmitac:n1z:aituc:lab [2018/03/04 12:53] – [Lab 2: Asynchroniczne układy sekwencyjne] pczekalski | pl:edu:zmitac:n1z:aituc:lab [2021/12/06 22:13] (current) – pczekalski |
|---|
| W laboratorium stosowane są komponenty wykonane w technologii TTL. | W laboratorium stosowane są komponenty wykonane w technologii TTL. |
| W praktyce oznacza to, że logiczne zero jest reprezentowane za pomocą napięcia bliskiego 0V, logiczna jedynka napięciem w okolicy +5V. | W praktyce oznacza to, że logiczne zero jest reprezentowane za pomocą napięcia bliskiego 0V, logiczna jedynka napięciem w okolicy +5V. |
| <note tip>Wejście, które jest niepodłączone jest traktowane przez układ tak, jakby była tam logiczna jedynka.</note> | <note tip>Wejście, które jest niepodłączone jest traktowane przez układ tak, jakby była tam logiczna jedynka. Wyjątkiem są moduły z diodami LED, które wymagają podłączenia sygnału 1, aby zaświeciła się dioda, ponieważ jest to układ analogowy ze wzmacniaczem tranzystorowym. Symbol trójkąta między wejściem sygnału, a diodą LED nie jest operatorem negacji, tylko symbole bufora (tutaj wzmacniacza).</note> |
| |
| Szafy labortoryjne składają się z modułów, które realizują poszczególne operacje, przedstawione na panelu przednim. Realizując układ w logice szytej, łączymy wyjścia jednych modułów do wejść innych, zgodnie z opracowanym wcześniej schematem układu, przystosowanym do asortymentu elementów dostępnych w laboratorium. <note warning>W żadnym przypadku nie wolno łączyć dwóch lub więcej wyjść ze sobą.</note> Ponadto jedno wyjście układu może zostać podłączone do max około 5 wejść. /*ToDo: sprawdzić */ Często np. postać minimalna funkcji musi zostać przekształcona tak, aby można było tę funkcję zrealizować za pomocą dostępnych operatorów. W szczególności przydatne będą tutaj następujące postulaty i twierdzenia algebry Boole'a: postulat o elementach neutralnych względem operacji dodawania i mnożenia logicznego, prawa łączności, rozdzielności i przemienności oraz prawa De Morgana. \\ | Szafy labortoryjne składają się z modułów, które realizują poszczególne operacje, przedstawione na panelu przednim. Realizując układ w logice szytej, łączymy wyjścia jednych modułów do wejść innych, zgodnie z opracowanym wcześniej schematem układu, przystosowanym do asortymentu elementów dostępnych w laboratorium. <note warning>W żadnym przypadku nie wolno łączyć dwóch lub więcej wyjść ze sobą. Dotyczy to również zadajników stanów (przycisków).</note> Ponadto jedno wyjście układu może zostać podłączone do max około 5 wejść. Często np. postać minimalna funkcji musi zostać przekształcona tak, aby można było tę funkcję zrealizować za pomocą dostępnych operatorów. W szczególności przydatne będą tutaj następujące postulaty i twierdzenia algebry Boole'a: postulat o elementach neutralnych względem operacji dodawania i mnożenia logicznego, prawa łączności, rozdzielności i przemienności oraz prawa De Morgana. \\ |
| |
| <note tip>Przykładowo, aby utworzyć bramkę NOT, można np. użyć dwuwejściowej bramki NAND, pozostawiając jedno wejście niepodłączone (czyli = 1): // | <note tip>Przykładowo, aby utworzyć bramkę NOT, można np. użyć dwuwejściowej bramki NAND, pozostawiając jedno wejście niepodłączone (czyli = 1): // |
| |
| Wejścia układu są pobierane z przełączników. /*ToDo: zdjęcia układów i opis jak połączone są "dziurki" */ | Wejścia układu są pobierane z przełączników. /*ToDo: zdjęcia układów i opis jak połączone są "dziurki" */ |
| |
| ==== Lab 1: Układy kombinacyjne małej i średniej skali integracji ==== | |
| Zespoły rozwiązują zadania wskazane przez prowadzącego. Po implementacji każdego zadania należy je sprawdzić, a następnie zaprezentować działające rozwiązanie prowadzącemu. | |
| |
| |
| |
| |
| Zad.1. | |
| Implementacja funkcji logicznej danej w postaci dziesiętnej, kanonicznej: | |
| /* Tutaj funkcja */ | |
| za pomocą: | |
| 1.1. Wyłącznie dwuwejściowych bramek NAND | |
| 1.2. Wyłącznie dwuwejściowych bramek NOR | |
| 1.3. Wyłącznie dwu-, cztero- i ośmiowejściowych bramek NAND | |
| 1.4. Wyłącznie dwu-, cztero- i ośmiowejściowych bramek NOR /*mamy ośmiowejściwe w laboratorium?*/ | |
| |
| ==== Lab 2: Asynchroniczne układy sekwencyjne ==== | ==== Lab 2: Asynchroniczne układy sekwencyjne ==== |
| Zadania do rozwiązania w czasie zajęć (grupa rozwiązuje zadanie wskazane przez prowadzącego): | Zadania do rozwiązania w czasie zajęć (grupa rozwiązuje zadanie wskazane przez prowadzącego): |
| |
| === Zad.1 === | === Zad.1 Sterownik silnika przemysłowego === |
| <figure aituc_lab2_zad1> | <figure aituc_lab2_zad1> |
| {{:pl:edu:zmitac:n1z:aituc:aituc_lab2_zad1.png?nolink&400 |}} | {{:pl:edu:zmitac:n1z:aituc:aituc_lab2_zad1.png?nolink&400 |}} |
| * Przerzutniki SR i metoda grubych zer i grubych jedynek. | * Przerzutniki SR i metoda grubych zer i grubych jedynek. |
| |
| === Zad.2 === | === Zad.2 sterownik lodówki === |
| Zaprojektuj sterownik do lodówki. Układ ma dwa wejścia, na które podawane są sygnały z progowych czujników temperatury oraz jedno wyjście Y, które steruje agregatem chłodzącym. Wejście X<sub>G</sub> (temperatury górnej) przyjmuje wartość 1, gdy temperatura wewnątrz lodówki jest powyżej 5C (w przeciwnym wypadku przyjmuje wartość 0). Wejście X<sub>D</sub> (temperatury dolnej) przyjmuje wartość 0, gdy temperatura spadnie poniżej 2C (w przeciwnym wypadku przyjmuje wartość 1). Gdy temperatura wewnątrz lodówki wzrośnie powyżej 5C, projektowany układ powinien włączyć agregat chłodzący Y i utrzymywać ten stan, aż temperatura wewnątrz lodówki spadnie poniżej 2C. Wtedy agregat chłodzący należy wyłączyć i poczekać do momentu, aż temperatura samoczynnie wzrośnie powyżej 5C. Następnie proces powtarza się. Podaj szczegółowe rozwiązanie metodą Huffmana dla układu Moore’a | Zaprojektuj sterownik do lodówki. Układ ma dwa wejścia, na które podawane są sygnały z progowych czujników temperatury oraz jedno wyjście Y, które steruje agregatem chłodzącym. Wejście X<sub>G</sub> (temperatury górnej) przyjmuje wartość 1, gdy temperatura wewnątrz lodówki jest powyżej 5C (w przeciwnym wypadku przyjmuje wartość 0). Wejście X<sub>D</sub> (temperatury dolnej) przyjmuje wartość 0, gdy temperatura spadnie poniżej 2C (w przeciwnym wypadku przyjmuje wartość 1). Gdy temperatura wewnątrz lodówki wzrośnie powyżej 5C, projektowany układ powinien włączyć agregat chłodzący Y i utrzymywać ten stan, aż temperatura wewnątrz lodówki spadnie poniżej 2C. Wtedy agregat chłodzący należy wyłączyć i poczekać do momentu, aż temperatura samoczynnie wzrośnie powyżej 5C. Następnie proces powtarza się. Podaj szczegółowe rozwiązanie metodą Huffmana dla układu Moore’a |
| |
| * Przerzutniki SR i metoda grubych zer i grubych jedynek. | * Przerzutniki SR i metoda grubych zer i grubych jedynek. |
| |
| === Zad.3 === | === Zad.3 sterownik wieży ciśnień === |
| | Zaprojektuj sterownik do wieży ciśnień. W zbiorniku wody znajdują się dwa czujniki poziomu (1 oznacza poziom powyżej czujnika, 0 poziom poniżej czujnika): X<sub>G</sub>-czujnik górny, maksymalnego napełnienia zbiornika; X<sub>D</sub> - czujnik dolny, minimalnego poziomu wody. Wieża ciśnień ma dwie pompy (P1 i P2) pracujące naprzemiennie (w jednym cyklu napełniania P1, w kolejnym P2). |
| | Cykl pracy: |
| | Gdy poziom osiągnie minimum (X<sub>D</sub>=0), zostaje załączona pompa P1 (P1=1). Po napełnieniu zbiornika (X<sub>G</sub>=1) zostaje ona wyłączona (P1=0) i system przechodzi w tryb oczekiwania, aż użytkownicy zużyją wodę, co będzie zasygnalizowane spadkiem poziomu poniżej minimalnego (X<sub>D</sub>=0). Wtedy uruchamiana jest pompa P2 (P2=1) i działa ona do czasu, aż zbiornik nie napełni się do poziomu maksymalnego (X<sub>G</sub>=1), wtedy pompa P2 zostaje wyłączona (P2=0). Po czym system przechodzi w tryb oczekiwania, aż użytkownicy zużyją wodę,co będzie zasygnalizowane spadkiem poziomu poniżej minimalnego (X<sub>D</sub>=0). Następnie cykl pracy się powtarza. |
| | |
| | Implementacja bloku wskazaną przez prowadzącego metodą: |
| | * Bramki. |
| | * Równania charakterystyczne przerzutników. |
| | * Przerzutniki SR i metoda grubych zer i grubych jedynek. |
| |
| ==== Lab 3: Synchroniczne i mikroprogramowane układy sekwencyjne ==== | |