WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 |
Министерство образования Российской Федерации Воронежский государственный университет ЦИФОРОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА Практическое руководство для студентов по специальностям 010400 – Физика 071900 – Информационные системыи технологии Воронеж 2003 Утверждено научно-методическим советом физического факультета и факультета компьютерных наук от 19.02.2003 г., протокол №4 Составители: Захаров В.И., Сбитнев Ю.П.

Практическое пособие подготовлено на кафедре электроники Воронежского государственного университета.

Рекомендуется для студентов, физического факультета нерадиофизического профиля и студентов факультета компьютерных наук предназначено для выполнения лабораторных работ по части курса “ОсновыРадиоэлектроники” и курса “Цифровая электроника”.

3 Введение Лабораторные работы проводятся на установках, в состав которых входят: стенд проверки модулей (СПМ) цифровых вычислительных устройств;

источник питания СПМ и исследуемых микросхем ЛИПС; двухканальный осциллограф С1-79; универсальный цифровой вольтметр В7-16А; щуп для подключения цифрового вольтметра В7-16А к выводам исследуемых микросхем (собственного изготовления); набор специальных плат со впаянными микросхемами для их подключения в приёмную розетку СПМ (собственного изготовления); набор соединителей для СПМ.

Литература для подготовки к выполнению лабораторных работ Основная литература 1. Лачин В.Н. Электроника: Учеб. пособие/ В.Н. Лачин, Н.С. Савёлов. – Ростов н/Д: Феникс, 2000. – 448 с.

2. Прянишников В.А. Электроника: Курс лекций / В.А. Прянишников. – 2-е изд. исп. и доп. – СПб.: Корона принт, 2000. – 416 с.

3. Опадчий Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника: Полный курс:

Учебник/ Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров. – М.: Горячая линия – Телеком, 1999.-768 с.

Дополнительная литература 1. Гусев В.Г. Электроника. /В.Г.Гусев, Ю.М. Гусев. – М.: Высш. шк., 1991.

– 621 с.

2. Бессарабов Б.Ф. Диоды, тиристоры, транзисторы и микросхемы широкого применения: Справочник / Б.Ф. Бессарабов, В.Д. Федюк, Д.В.

Федюк. – Воронеж: ИПФ «Воронеж», 1994. – 719 с.

3. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник / В.Л. Шило.

– Челябинск: Металлургия, 1989. – 352 с.

4. Мамаев Е.И. Основырадиоэлектроники : Учеб. пособие для вузов/ Е.И.

Мамаев; 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1985. – 488 с.

5. Забродин Ю.С. Промышленная электроника: Учеб. для вузов. / Ю.С.

Забродин. – М.: Высш. шк., 1982. – 49 с.

6. Агаханян Т.М. Интегральные микросхемы: Учеб. пособие для вузов / Т.М. Агахарян. - М.: Энергоатомиздат, 1983. – 464 с.

7. Справочник по схемотехнике для радиолюбителя / В.П. Боровский, В.И.

Костенко, В.М. Михайленко и др.; Под ред В.П. Боровского. – 2-е изд. и испр. – Киев: Тэхника, 1989. – 479 с.

8. Справочник по микропроцессорным устройствам / А.А. Малчанов, В.И.

Корнейчук, В.П. Тарасенко, Д.А. Россошинский. – Киев: Технiка, 1987. – 286 с.: ил., табл.

9. Универсальный вольтметр В7-16Ф. Техническое описание и инструкция по эксплуатации.

10. Осцилограф С1-79. Техническое описание и инструкция по эксплуатации.

11. Стенд проверки модулей. Техническое описание.

УСТРОЙСТВО СТЕНДА ПРОВЕРКИ МОДУЛЕЙ (СПМ) СПМ – сложный многофункциональный прибор, предназначенный для проверки правильности как основных логических функций микросхем, одиночных транзисторных каскадов в режиме ключа, так и целых блоков (модулей) цифровых вычислительных устройств.

В состав стенда входят следующие устройства:

1. Клавишный регистр (22 разряда). Он собран на клавишах типа ПДК1.

выходы клавишного регистра выведены на коммутатор проверяемого модуля. С помощью клавишного регистра ( нажатия на клавишу или поднимая её) можно установитьлогические уровни ТТЛ. Клавиши K1, K 2, K3 – с одним устойчивым состоянием (ПДК2). Клавиши K1, K подключены на входы RS-триггеров и с их помощью вырабатываются _ уровни K1, K1 и K 2 и K 2. Выходы RS-триггеров выведены на коммутатор модуля. Клавиша K3 предназначена для переключения уровней, отличных от +3В.

2. На коммутатор проверяемого модуля и на коммутатор сигналов выведены входы и выходы подключения нагрузок 8Вт (17 Ом).

3. На коммутатор проверяемого модуля выведены входы эквивалентов нагрузок 10 единиц и 30 единиц входов микросхем 155 серии.

4. Выходы индикации (16 разрядов) выведены на коммутатор сигналов.

При подключении индикации к испытуемому выходу, последний нагружается входом индикации на 1 ед. нагрузки. В качестве индикаторов применены светоизлучающие диоды, расположенные на передней панели стенда. Светодиоды через ограничительные резисторы включаются между = +5BEn и соответствующим электродом микросхемы.

5. Ловушка однократных импульсов представляет собой двухразрядный двоичный счётчик с выходом индикации. На передней панели находится кнопка «Сброс Л» - установка в нулевое состояние триггеров «Ловушка».

6. В состав стенда СПМ также входят:

- генераторы коротких импульсов;

- устройства задержки импульсов на калиброванные сигналы времени;

- инверторы сигналов;

- другие вспомогательные устройства Проверяемая микросхема обычно впаяна в специальную плату, которая вставляется в приёмную розетку СПМ. Контакты приёмной розетки подключены к гнёздам центрального коммутатора СПМ.

Весь центральный коммутатор СПМ разбит на поля, координатами которых являются столбцы А, Б, В, Г; строками – А, Б, С. Упоминаемый выше контакт для сброса модуля (или микросхемы) на нулевой уровень АБнаходится по столбцу «А», строке «Б», номер гнезда на этом поле № 16.



Микросхемы Серии К155, КМ Широкое применение для построения устройств автоматики и вычислительной техники находят цифровые микросхемысерии К155, которые изготовляются по стандартной технологии биполярных микросхем транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ).

Вес микросхемы серии К155 имеют напряжение питания +5В +-5%.

Интегральные микросхемы выпускаются в пластмассовых корпусах четырех типов, отличающихся количеством выводов (8,14,16,24) и размерами, и имеют диапазон рабочих температур от -10 до +70°С. Частьмикросхем выпускается также в керамических корпусах и имеет обозначение КМ155. Температурный диапазон микросхем в керамических корпусах от -45 до +850C.

Интегральные микросхемы серии К155 имеют выходной уровень логического нуля не более 0,4В (типовое значение 0,1...0,2В), выходной уровень логической единицы не менее 2,4В (типовое значение 3,2...3,5В), типовую нагрузочную способность - 10 входов микросхем той же серии.

Средняя, потребляемая одним логическим элементом мощность - 10 мВт, средняя задержка распространения сигнала - 20 нс.

Напряжение питания подводят к выводу микросхем с максимальным номером, кроме микросхем: К155РУ1, К155ИМ2, К15ТМ5 - у них напряжение питания подводится к выводу 4 и К155ИД1, К155ИЕ2, К155ИЕ4, К155ИЕ5, К155ИМ3, К155РУ3, K155TМ7 - y ниx нaпpяж eниe питaния пoдвoдится к выводу 5.

Общий провод подводят к выводу с вдвое меньшим номером, чем напряжение питания, кроме микросхем: К155РУ1, К155ИЕ2, К155ИЕ4, К155ИЕ5 - у них общий провод подводится к выводу 10; К155ИМ2, К155ТМ5 - у них общий провод подводится к выводу 11 и К155ИД1, К155ИМ3, К155РУ3, К155ТМ7 - у них общий провод подводится к выводу 12.

Неиспользуемые входы микросхем можно никуда не подключать т.е.

, подпаивать к контактной площадке минимальных размеров, к которой (это важно) не подключены проводники. При этом несколько уменьшается быстродействие микросхем. Возможно подключать неиспользуемые входы к используемым входам того же элемента, но это увеличивает нагрузку на микросхему, которая является источником сигнала, что также ведет к снижению быстродействия. Неиспользованные входы триггеров можно подключать к инверсным выходам тех же триггеров, а входы К - к прямым выходам. Это очень удобно, так как указанные выводы триггеров обычно расположены рядом. Можно подключать неиспользуемые входы к выходу неиспользуемого элемента И-НЕ, входы которого при этом надо соединить с общим проводом. Наконец, можно объединять неиспользуемые входы микросхем и подключать к источнику питания +5В через резистор 1 кОм (до их 20 входов к одному резистору). Последние два способа не снижают быстродействия микросхем. Недопустимо подключать к входу микросхемы проводник, который во время работы может оказаться неподключенным к выходу источника сигнала, например, при управлении от кнопки или переключателя. Такие проводники обязательно следует подключать к источнику +5В через резистор 1...10кОм.

На печатных платах с использованием микросхем серии K155 необходимо устанавливать блокировочные конденсаторы между цепью +5В и общим проводом. Их количество определяется одним-двумя конденсаторами ёмкостью 0,02...0,15мкФ на каждые пятьмикросхем, конденсаторы следует располагать на плате равномерно. Их необходимо также установить рядом со всеми микросхемами с мощным выходом (К155ЛА6, К155ЛА7 и др.) или с потребляемой мощностью более 500 мВт.

Основная номенклатура микросхем серии К155, КМ155 приведена в таблице 4.1.1. В скобках после функционального назначения некоторых микросхем первая цифра обозначает число информационных входов, вторая цифра - число выходов, буквы "OK"- наличие выхода с открытым коллектором, буква "Z" - Возможность переключения выходов в высокоимпедансное состояние, буквы "ОЭ" - наличие выхода с открытым эмиттером.

Знаком "*" обозначается зарубежный аналог отличной от SN74 серии микросхем.

Предельно допустимые режимы эксплуатации микросхем серии К155:

Максимальное напряжение питания +6В Максимальное напряжение на входе +5,5В Макс. напряжение, приложенное к выходу закрытой микросхемы+5,25В Минимальное напряжение на входе -0,4В Максимальная емкостная нагрузка 200 пФ Обозначение электрических параметров Рmax - значение мощности, потребляемом микросхемой в предельном режиме потребления;

tз.ср - интервал времени, равный полусумме времени задержки.

распространения сигнала при включении и выключении цифровой микросхемы.

Микросхемы Серии КНа смену микросхемам серии К155 промышленность сейчас выпускает микросхемы серии К555, отличающиеся существенно меньшей потребляемой мощностью, они изготовляются по стандартной технологии ТТЛШ.

Все микросхемы серии К.555 имеют напряжение питания +5В +-5%.

Микросхемы выпускаются в пластмассовых корпусах и имеют диапазон рабочих температур от -10 до +70°С. Часть микросхем выпускается также в керамических корпусах, и имеют обозначение КМ555. Температурный диапазон микросхем в керамических корпусах от -45 до+85°С.

Микросхемысерии К555 имеют уровень логического нуля не более 0,4В, выходной уровень логической единицы не менее 2,6В, типовую нагрузочную способность - 20 входов микросхем той же серии. Средняя потребляемая одним логическим элементом мощность - 2 мВт, средняя задержка распространения сигнала -20 нс.





Напряжение питания подводят к выводу микросхемы с максимальным номером, кроме микросхем: К555ИЕ2, К555ИЕ5, К555ТМ7 - у них напряжение питания подводится к выводу 5.

Общий провод подводят к выводу микросхем с вдвое меньшим номером, чем напряжение питания, кроме микросхем: К555ИЕ2, К555ИЕ5 - у них общий провод подводится к выводу 10; К555ТМ7 - у неё общий провод подводится к выводу 12.

Основные правила использования микросхем серий К555 - такие же, что и серии К155. Следует, однако, иметь в виду, что они менее помехоустойчивые, а потому критичны к взаимному расположению сигнальных цепей. Более существенно влияет на их работу индуктивность цепей питания, поэтому последние обязательно должны быть зашунтированы керамическими конденсаторами емкостью 0,02...0,15мкФ на каждые 3...5 микросхем и расположены на плате равномерно. Входы микросхем нельзя оставлять свободными. Их следует соединить с используемыми входами того же элемента или подать на них уровень логической единицы, подключив через резистор сопротивлением 1 кОм к источнику напряжения +5В или к выходу инвертирующего логического элемента, входы которого соединены с общим проводом. Неиспользуемые входы элементов ИЛИ и ИЛИ-НЕ также соединяют с общим проводом.

При соблюдении указанных правил микросхемы серий К555 и Квзаимозаменяемы. Однако при их совместном применении следует помнить, что нагрузочная способность микросхемы серии К555 на входы элементов серии K155 равна 5.

Предельно допустимые режимы эксплуатации микросхем серии K555:

Максимальное напряжение питания +5,25В Максимальное напряжение на входе +4,5В Максимальное напряжение, приложенное к выходу закрытой схемы+5,25B Минимальное напряжение на входе -0,4В Максимальная ёмкостная нагрузка 150 Пф Микросхемы Серии KPДальнейшим развитием микросхем серии К555 можно назватьразработку микросхем серии KP1533. Основное эксплуатационное отличие микросхем этой серии от серии К555 - меньшая (в 1,5...2 раза) потребляемая мощность при сохранении и повышении быстродействия.

Стандартные статические параметры микросхем серии KP1533 имеют следующие значения: максимальный уровень логического нуля на входе - 0,5В при втекающем входном токе 8 мА, минимальный уровень логической единицы на выходе 2,5В при вытекающем входном токе 0,4 мА, входной ток при уровне логического нуля на входе - не более 0,2 мА, при уровне логической единицы на входе - не более 20 мкА, что обеспечивает нагрузочную способностьдо входов микросхем той же серии. Средняя потребляемая одним логическим элементом мощность - 1,2 мВт, средняя задержка распространения сигнала - нс.

Микросхемысерии KP1533 выпускаются в пластмассовом корпусе, о чем сообщает буква "Р" в обозначении. Температурный интервал работоспособности микросхем серии KP1533 oт -10 дo +700C.

Напряжение питания микросхем серии KP1533, равное +5В +-5%, подводят к выводу, имеющему максимальный номер, общий провод - к выводу с вдвое меньшим номером, кроме микросхемы КР1533ИР31, у неё наоборот:

напряжение питания - к выводу 14, общий провод - к выводу 28.

Основные правила использования микросхем серии KP1533 в основном те же, что и для серии К555. Неиспользуемые входы микросхем этой серии нельзя оставлять свободными - их нужно подключить к общему проводу или к источнику питания без резисторов. Цепи питания должны быть зашунтированы керамическими конденсаторами емкостью 0,02...0,15 мкФ на каждые 5...микросхем и расположены на плате равномерно.

Предельно допустимые режимы эксплуатации микросхем серии KP1533:

Максимальное напряжение питания 5,25B Максимальное напряжение на входе +4,5В Максимальное напряжение, приложенное к выходу закрытой схемы+5,25В Минимальное нaпpяжениe нa вxоде -0,4B Максимальная емкостная нагрузка 50 пФ Микросхемы Серии КМикросхемы серии К176 изготавливаются по технологии комплементарных транзисторов структуры металл-окисел-полупроводник (КМОП). Основной особенностью микросхем является ничтожное потребление тока в статическом режиме - 0,1...100 мкА. При работе на максимальной рабочей частоте 1...5 МГц потребляемая мощностьувеличивается и доходит до значения потребляемой мощности наименее мощных ТТЛ-микросхем.

Микросхемы выпускаются в пластмассовых корпусах с 14, 16 и выводами. Номинальное напряжение питания микросхем серии К176 +9В +5%, однако они сохраняют работоспособность в диапазоне питающих напряжений 5...12В. Диапазон рабочих температур микросхем серии К176 - 10...+70°С.

Выходные уровни микросхем при работе на однотипные микросхемы практически не отличаются от напряжения питания и потенциала общего провода. Максимальный выходной ток большинства микросхем не превышает единиц миллиампер, что несколько затрудняет непосредственное согласование микросхем серии К176 с какими-либо индикаторами и микросхемами других серий.

При монтажных работах для исключения случайного пробоя за счет статического электричества потенциалымонтируемой платы, паяльника и тела монтажника должны быть уравнены. Для этого на ручку паяльника можно намотатьнесколько витков неизолированного провода или укрепитьжестяную пластинку и соединить через резистор 100...200 кОм с металлическими частями паяльника. Конечно, обмотка паяльника не должна иметь контакта с его корпусом. При монтаже свободной рукой следует касаться шин питания монтируемой платы. Если микросхема лежит в металлической коробке или ее выводы упакованы в фольгу, прежде чем взять микросхему, следует дотронуться до коробки или фольги.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.