Теоретична частина.

Логічні елементи (або, як їх ще називають, вентилі, gates) — це найбільш прості цифрові мікросхеми. Саме в цій простоті і полягає їх відмінність від інших мікросхем. Як правило, в одному корпусі мікросхеми може розташовуватися від одного до шести однакових логічних елементів. Іноді в одному корпусі можуть розташовуватися і різні логічні елемент

Звичайно кожен логічний елемент має декілька входів (від одного дванадцяти) і один вихід. При цьому зв'язок між вихідним сигналом і вхідними сигналами (таблиця істинності) гранично простий. Кожній комбінації вхідних сигналів елементу відповідає рівень нуля або одиниці на його виході. Ніякої внутрішньої пам'яті у логічних елементів немає, тому вони відносяться до групи так званих комбінаційних мікросхем. Але на відміну від складніших комбінаційних мікросхем, що розглядаються в наступному розділі, логічні елементи мають входи, які не можуть бути розділені на групи, що розрізняються по виконуваних ними функціях.

Головні достоїнства логічних елементів в порівнянні з іншими цифровими мікросхемами — ця їх висока швидкодія (малі часи затримок), а також мала споживана потужність (малий струм споживання). (Тому в тих випадках, коли необхідну функцію можна реалізувати виключно на логічних елементах, завжди має сенс проаналізувати цей варіант. Недолік логічних елементів полягає в тому, що на їх основі досить важко реалізувати скільки-небудь вже складні функції. Тому найчастіше логічні елементи використовуються тільки як доповнення до складніших, до «розумніших» мікросхем. І будь-який розробник звичайно прагне використовувати їх якомога менше і якомога рідше. Існує навіть думка, що майстерність розробника обернено пропорційно до кількості використовуваних їм логічних елементів. Проте ця думка вірно далеко не завжди.

Найпоширеніші логічні функції, виконувані такими елементами, — це І (у вітчизняній системі позначень мікросхем ЛИ),І-НІ (позначається ЛА), АБО (позначається ЛЛ) і АБО-НІ (позначається ЛЛ). Присутність слова НІ в назві елемента позначає тільки одне — убудовану інверсію сигналу. У міжнародній системі позначень використовуються наступні скорочення: AND — функція І, NAND — функція І-НІ, OR — АБО функція, NOR — функція АБО-НІ.

 

Рисунок 1 Позначення елементів І, І-НІ, АБО, АБО-НІ: закордонні (ліворуч) і вітчизняні (праворуч).

Послідовність виконання роботи

 

1. З дозволу викладача включити комп’ютер.

2. Створити новий проект в САПР Multisim.

3. Встановити на робочому полі елементи SN 7400N, SN 7402N, SN 7400N, SN 7432N, SN 7486N, SN 7408N, SN 7404N, SN 7407N.

4. Встановити в робочій області генератора логічних функцій і ввести в нього таку послідовність чисел в двійковому коді: 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000, 1001, 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111.

5. Послідовно підключати кожний з відповідних елементів до виходів генератора (для підключення одновходових мікросхем використовувати вихід генератора з номером 0, для двоходових – виходи 0 та 1, для чотирьохвходових – виходи 0 – 3). Приклад підключення елемента SN 7400N приведено на рисунку 2.

 

 

Рисунок 2 Приклад підключення елемента SN 7400N

 

6. Навести схеми, які збиралися на лабораторній роботі, та часові діаграми роботи цих схем.

7. Відповіді на контрольні запитання.

8. Зробити висновки щодо виконаної лабораторної роботи.