Лабораторна робота № 11

Тема: дослідження логічних елементів на інтегральних мікросхемах.
Мета: набути навиків роботи з логічними елементами; засвоїти методику аналізу і синтезу логічних схем.
Обладнання: джерело постійного струму 5 В; лабораторний стенд „Логічні елементи”, вольтметр. 
Або персональний комп’ютер та комп’ютерна програма Electronics Worcbench
Самостійна робот
1.Повторити призначення , та застосування логічних елементів.
2. Повторити для логічних елементів таблицю істинності.

Послідовність виконання роботи.
1. Записати в табл. 1 технічну характеристику вимірювальних приладів.

2. Приєднайте джерело живлення до лабораторного стенду. Відразу після його ввімкнення засвітиться світлодіод „1” логічного пробника.
3.Подаючи рівні напруг „0” та „1” задавача логічних рівнів на входи логічних елементів, перевірте їх таблиці істинності. 
При цьому вхід логічного пробника з’єднується з виходом відповідного логічного елемента .

4.Складіть логічну схему, що містить кілька логічних елементів. Дослідіть її властивості шляхом складання таблиці істинності. Перевірте ці результати теоретичним шляхом. Результати досліджень внесіть в таблицю.

Результати досліджень логічних елементів

Виконання лабораторної роботи за допомогою персонального комп’ютера, комп’ютерна програма Electronics Worcbench
Всі пристрої ЕОМ складаються з елементарних логічних схем. Робота цих схем заснована на законах і правилах алгебри логіки, що оперує двома поняттями: істинності й хибності висловлювань. У відповідності з такою двійковою природою висловлень умовилися називати їх логічними двійковими змінними й позначати 1 у випадку істинності та 0 у випадку хибності. 
Висловлення можуть бути простими і складними: прості містять одне закінчене твердження, складні утворюються із двох або більшого числа простих висловлень, зв'язаних між собою деякими логічними зв'язками. Формалізація й перетворення зв'язків між логічними змінними здійснюється відповідно до правил алгебри логіки названою алгеброю Буля.
Дві логічні змінні А та В, що приймають значення 0 або 1, можуть утворювати логічні функції. 
В алгебрі логіки будь-які функції зручно зображувати у вигляді таблиці відповідності всіх можливий комбінацій вхідних логічних змінних і вихідну логічної функції, називаної таблицею істинності.

Таблиця істинності

При проектуванні схем в Electronics Workbench використалися елементи панелі компонентів Logic Gates: Or, Nor, And, Nand, Xor, Xnor, Inverters, на необхідне число входів.
Для імітації роботи спроектованої схеми входи підключаються до генератора тактових імпульсів. Він вибирається з панелі компонентів Instruments і називається Word Generator. Генератор має 16 виходів.
Розглянемо приклад побудови (наприклад Диз'юнкції) Функції F₂(A, В) - Диз'юнкція:
Логічне додавання двох змінних А і В є логічна функція F₂, яка істинна тоді, коли істинна одна із двох вхідних змінних. F₂= A+B. Для функції логічного додавання таблиця істинності має вигляд:

Диз'юнкція - логічне додавання

Функція F₂ =A+B. Графічна схема проектування функції додавання, створена в програмі Electronics Workbench, наведена на рисунку 1.
Після складання самої схеми в програмі Electronics Workbench, необхідно відтворити діаграми вхідних і вихідних сигналів . 
Для перевірки необхідно зрівняти діаграми вхідних і вихідних сигналів з таблицею істинності. Як видно на 1-ому такті A=0; B=0; F₂ =0. 

Порівняємо це з таблицею істинності й побачимо, що Fn співпадають. При повному збігу вихідної функції на інших тактах і при іншомусполученні змінних можна зробити висновок, що побудована схема працює правильно. На цьому опис цієї функції закінчується. Інші функції описуються й збираються аналогічно.



Висновки
(практична перевірка таблиці істинності логічних функцій)



Контрольні запитання
1.Які види імпульсів застосовуються в цифрових схемах?
2.Чому функції алгебри логіки називаються двійковими?