Контрольная работа

ВЫБОР ТИПА ЛОГИКИ ДЛЯ ЦИМС

ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Научиться составлять электрические схемы цифровых устройств на основе базовых цифровых интегральных микросхем (ЦИМС).
Варианты приведены в приложении А.
ЗАДАНИЕ
1.1. На основе анализа исходных уравнений задания произвести их упрощение (если это возможно) и преобразование. Цель преобразования – привести уравнения к виду, удобному для реализации.
1.2. Составить формальную электрическую схему устройства и привести список необходимых базовых компонентов. Количество типов ЦИМС и корпусов ИМС должно быть по возможности минимальным.
1.3. На основе анализа данных задания обосновать выбор типа логики (ТТЛ, ТТЛШ, КМДП) и подходящих по параметрам серий. При выборе ИМС возможно использование ИМС с различным типом логики (например, ТТЛ и ТТЛШ, ТТЛШ и КМДП и т.д.) при условии их совместимости по параметрам, совместимости по питанию (все ИМС должны питаться от одного источника).
1.4. Выводы о результатах выполненной работы (в частности, можно указать и другие варианты реализации устройства).

Варианты уравнений приведены в Приложении А. В этих уравнениях Y1, Y2, Y3, Y4 – выходные логические сигналы устройства, Х1, Х2, Х3, Х4, Х5, Х6, X7, X8 – входные логические сигналы ( их количество в разных вариантах может быть до восьми).

Вариант задания выбирается по двум последним цифрам пароля.

Лабораторная работа №1

НАЧАЛО РАБОТЫ В ПРОГРАММЕ TINKERCAD

Цель работы 1.Получить навыки работы с измерительным прибором мультиметром. 2.Научиться определять номинал резистора по маркировке. 3.Научиться определять параметры потенциометра. 4.Научиться определять предельные параметры светодиода. 5.Научиться реализовывать различные оптические эффекты с помощью цифровых контактов платы Arduino Uno и светодиода. Теоретический материал приведен в лекциях Варианты определяются последней цифрой пароля

Задание

1 Изучить среду разработки Tinkercad. Разработать первые самостоятельные проекты:

 зарегистрируйтесь в среде. Tinkercad (TinkerCAD является бесплатным online-сервисом моделирования, поэтому скачивать и устанавливать его не требуется;

 перейдите на официальный сайт Tinkercad: https://www.tinkercad.com/

 создать персональную учетную запись;

 нажать кнопку «Зарегистрироваться с помощью»;

 введите Ваш email и придумайте сложный пароль;

 после регистрации у Вас сформирован личный кабинет, для начала работы с Arduino выберите пункт «Circuits»;

 нажать кнопку «Создать цепь»:

 на рабочую область ( полотно) переносить необходимые элементы из набора элементов, расположенных справа;

 при нажатии на кнопку «Код» в меню выберите пункт «Текст» для формирования кода программы.

Задание 2 Выбрать по варианту резистор, определить его номинал с учетом допуска и проверить результат в программе Tinkercad.

Таблица 1 – Варианты и результаты задания 2

Задание 3 С помощью мультиметра определить напряжение и ток блока из n батареек типа m.

Схему макета и результаты измерения привести в отчете. При изображении схемы отрицательный провод (земля) представить черным цветом, положительный провод (питание) представить красным цветом. При проведении измерений необходимо произвести моделирование (начать моделирование).

Таблица 2 – Варианты и результаты задания 3

Задание 4 Определить параметры потенциометра, т.е. диапазон сопротивлений. Потенциометр имеет три вывода, из которых подключается только два: крайний – отрицательный провод (черный); средний – положительный провод (красный). При проведении измерений необходимо произвести моделирование (начать моделирование). Схему макета и результаты измерения привести в отчете. Результат измерений: R=0……..___

Задание 5 Определить допустимые параметры светодиода. Варианты приведены в таблице 3. В первом эксперименте (рисунок 3) определить сопротивление на потенциометре, при котором СИД начинает светить. Во втором эксперименте определить предельное значение напряжения с помощью мультиметра, при котором СИД светит.
Таблица 3 – Варианты и результаты задания 5

Задание 6 Промоделировать работу платы Arduino Uno (рисунок 5) таким образом, чтобы внешний СИД, подключенный к цифровому контакту Y (таблица 4) светился постоянно. Схема подключения представлена на рисунке 6. При макетировании учесть, что «земля» обозначается черным проводником, «питание» - красным проводником. В функции «код» ввести скетч программы и произвести моделирование. В отчет привести схему и скетч программы с комментариями.

Таблица 4 – Варианты задания 6

Задание 7 Заставить внешний СИД мигать с заданным периодом. Номер цифрового контакта Y и период мигания T и цвет СИД приведены в таблице 5. В отчете привести скетч программы с комментариями.
Таблица 5 – Варианты задания 7

Лабораторная работа №2

ИЗУЧЕНИЕ СДВИГОВОГО РЕГИСТРА И СЕМИСЕГМЕНТНОГО ИНДИКАТОРА

Цель работы

1.Изучить технические характеристики регистра сдвига.

2.Изучить технические характеристики семисегментного индикатора с общим анодом.

3.Освоить управление семисегментным индикатором.

Задание 1 Подключить к регистру сдвига 8 светодиодов соответствующих цветов (таблица1). Заставить светиться светодиоды через один. В отчет привести схему, изображенную с учетом УГО и «скрин» результата.

Таблица 1 – Варианты задания

Задание 2 Использовать данные первой задачи. Заставить светиться все светодиоды одновременно. В отчет привести скетч программы и «скрин» результата.

Задание 3 Записать программу управления СИД десятичным числом. СИД, которые должны светиться заданы в таблице 2. Счет номеров СИД на рисунке 1 идет слева направо. В отчет привести скетч программы и «скрин» результата.

Таблица 2 – Варианты задания

Задание 4 Смоделируйте эффект бегущий всадник (бегущий огонь). В отчет привести «скрин» результата. /*Создание эффекта "бегущий всадник"*/

const int SER =8; //DATA

const int LATCH =9; //LATCH

const int CLK =10; //CLOCK

//Последовательность включения светодиодов

int seq[14] = {1,2,4,8,16,32,64,128,64,32,16,8,4,2};

void setup()

{//Установить контакты на вывод

pinMode(SER, OUTPUT);

pinMode(LATCH, OUTPUT);

вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 № СИД 1, 6, 7 2, 3, 5 2, 4, 9 1, 5, 9 4, 5, 7 3, 6, 8 5, 6, 7 4, 8, 9 5, 8, 9 2, 3, 9 5 pinMode(CLK, OUTPUT);} void loop() {for (int i = 0; i < 14; i++) {digitalWrite(LATCH, LOW); //Latch -низкий shiftOut(SER, CLK, MSBFIRST, seq[i]); //Старший бит //первый digitalWrite(LATCH, HIGH); //Latch -высокий delay(100); //Скорость анимации}}

Задание 5 Смоделируйте эффект перемещающееся «пятно тьмы». Для этого необходимо изменить массивы водимых чисел, учитывая, что светятся 7 светодиодов, не светится только один. В отчет привести схему, изображенную с учетом УГО, скетч программы и «скрин» результата.

Задание 6 Подключите семисегментный индикатор (без сдвигового регистра). Осуществить вывод цифр от 0 до 9 с паузой в 1 сек. Учесть, что старший 6 разряд «А», младший – «DP». В отчет привести схему, изображенную с учетом УГО и «скрин» результата.

Задание 7 Семисегментный индикатор подключен без сдвигового регистра. Последовательно вывести на индикатор с интервалом в 1секунду буквы фамилии членов бригады латинскими буквами (см. рис.5). В отчет привести скетч программы и «скрин» результата .

Задание 8 Подключить семисегментный индикатор с помощью сдвигового регистра. Осуществить управление семисегментного индикатора с помощью регистра. Осуществить вывод цифр от 0 до 9 и фамилии членов бригады латинскими буквами. При необходимости внесите изменения в скетч программы. В отчет привести скетч и схему, изображенную с учетом УГО и «скрин» результата.