НТЦ-58.000 Основы цифровой электроники и микропроцессорной техники с МПСО

Учебный лабораторный стенд предназначен для проведения лабораторных работ по курсу “Основы цифровой электроники” в средних специальных и высших учебных заведениях.

Стенд позволяет проводить следующие лабораторные работы:

1. Исследование работы базовых элементов ТТЛ и КМОП:
   • Исследование базового элемента ТТЛ И-НЕ;
   • Исследование базового элемента КМОП И-НЕ;
   • Исследование преобразователя уровней ТТЛ в КМОП;
   • Исследование преобразователя уровней КМОП в ТТЛ;
   • Исследование логического элемента НЕ;
   • Исследование логического элемента И;
   • Исследование логического элемента Исключающее ИЛИ.
2. Исследование работы шифратора и дешифратора:
   • Исследование шифратора и преобразователя кода в интегральном исполнении.
3. Исследование мультиплексора и демультиплексора:
   • Синтез и исследование мультиплексора;
   • Синтез и исследование демультиплексора.
4. Исследование работы и проектирование сумматора и компаратора:
   • Синтез и исследование полусумматора;
   • Синтез и исследование сумматора;
   • Синтез и исследование компаратора.
5. Построение схем триггеров в различных базисах. Исследование работы триггеров в интегральном исполнении:
   • Исследование асинхронного RS-триггера в базисе ИЛИ-НЕ;
   • Исследование синхронного RS-триггера в базисе И-НЕ;
   • Исследование счетного Т-триггера;
   • Исследование JK-триггера в интегральном исполнении;
   • Исследование 4х-разрядного регистра на базе D-триггеров в интегральном исполнении.
6. Исследование работы суммирующего двоичного счетчика, исследование работы сдвигового регистра, построение счетчика с периодом циклической работы:
   • Исследование 2х-разрядного счетчика на базе JK-триггеров с коэффициентом счета 4;
   • Исследование 2х-разрядного счетчика на базе JK-триггеров с коэффициентом счета 3;
   • Исследование суммирующего и вычитающего циклического счетчика в интегральном исполнении с коэффициентом счета 10;
   • Исследование работы сдвигового регистра в интегральном исполнении.
7. Исследование работы ЦАП:
   • Построение ЦАП.
8. Исследование работы АЦП:
   • Построение АЦП;
   • Исследование АЦП в интегральном исполнении.
9. Построение типовых узлов на ПЛИС:
   • Динамическая индикация;
   • АЦП;
   • Двоично-десятичный счетчик;
   • Бинарный счетчик.
10. Изучение базовых функций микроконтроллера.

Конструктивный состав оборудования:

Конструктивно стенд состоит из корпуса, в который установлено электрооборудование, электронные платы, лицевая панель и столешница интегрированного рабочего стола.

В корпусе стенда размещены:

• • • плата блока питания ± 15В 0,5 А, + 5В, 0,5 А;
    • плата дешифраторов, драйверов индикации;
    • плата дискретной логики сумматоров, компаратора;
    • плата шифраторов, интегрального аналого-цифрового преобразователя, регистра на D-триггерах;
    • плата преобразователей уровней (ТТЛ → КМОП, КМОП → ТТЛ); счетчика на JK-триггерах с коэффициентом деления 3/4;
    • плата сдвигового регистра, счетчик с коэффициентом деления 10;
    • плата аналогового-цифрового преобразователя в дискретном исполнении;
    • плата микроконтроллера и программируемой логики;
    • цифровые вольтметры.

На лицевой панели изображены электрические схемы объектов исследования. Все схемы, изображенные на панели, разбиты на группы в соответствии с тематикой проводимых работ. На панели установлены коммутационные гнёзда, коммутацинная аппаратура, а также органы управления, позволяющие изменять параметры элементов при проведении лабораторной работы.

Функционально лицевая панель разбита на блоки:

1. Блок шифраторов – дешифраторов. Позволяет наглядно исследовать работу шифратора и дешифратора. Для задания входного сигнала шифратора используется многопозиционный переключатель, состояние выходов контролируется светодиодами и является входным сигналом для преобразователя двоичного кода в код семисегментного индикатора.
2. Блок дискретной логики. Позволяет собирать схемы полусумматора, сумматора, мультиплексора, демультиплексора и компаратора. Входные данные для схем берутся с интегральных шифраторов. Состояние промежуточных и выходных сигналов контролируется при помощи светодиодов.
3. Блок базовых элементов ТТЛ и КМОП. Позволяет исследовать базовый элемент И-НЕ в базисах ТТЛ и КМОП, преобразователи уровня для согласования ТТЛ и КМОП схем. При исследовании можно регулировать напряжение на входе элементов (от 0 до UПИТ микросхемы), для КМОП можно изменять непосредственно напряжение питания (UПИТ = 0 ÷ 15 В). Напряжение питания и величины входных сигналов изменяются при помощи потенциометров, контроль производится по двум цифровым вольтметрам.
4. Блок элементов интегрального исполнения. Позволяет исследовать счетчик на базе JK-триггеров с коэффициентом счета 3, 4, Регистра в интегральном исполнении на базе D-триггеров, цифро-аналогового преобразователя в интегральном исполнении.
5. Блок цифро-аналогового и аналого-цифрового преобразователя в дискретном исполнении. Позволяет исследовать классические схемы цифро-аналогового и аналого-цифрового (последовательного приближения) преобразователя. В этом же блоке исследуются сдвиговый регистр, реверсивный счетчик, RS- , синхронный RS-, счетный T- триггеры.
6. Блок микроконтроллера и программируемой логики. Базовая версия.
7. Блок вольтметров.
8. Блок предохранителей.

Для проведения работы необходимо собрать схему объекта исследования с помощью унифицированных перемычек, позволяющих собирать схемы без потери их наглядности.
Измерения производятся с помощью цифровых измерительных приборов (вольтметров) и осциллографа (не входит в комплект).

К лабораторному стенду прилагается программное и методическое обеспечение:

• программа тестирования студента для допуска к лабораторным работам. В процессе тестирования проверяются как теоретические знания, так и знание содержания выполняемой лабораторной работы. В результате тестирования студент получает оценку знаний;
• программное обеспечение для работы с ПЛИС и микроконтроллером;
• комплект методической и технической документации, предназначенный для преподавательского состава.

Технические характеристики оборудования:

Технические характеристики стенда:

Технические требования ПК:

Комплектность оборудования “Основы цифровой электроники и микропроцессорной техники с МПСО” модификации НТЦ-58.000:

• лабораторный стенд “Основы цифровой электроники и микропроцессорной техники с МПСО” НТЦ-58.000;
• программное обеспечение;
• методические указания;
• паспорт;
• комплект перемычек;
• LPT-кабель.

Рекомендуемое дополнительное оборудование, не входящее в комплект поставки:

• персональный компьютер / ноутбук.