Informacje dla studentów z przedmiotu

Podstawy Techniki Cyfrowej

Ustalenia

Po każdym cyklu ćwiczeń należy wykonać sprawozdanie, które będzie zawierało szczegółowy opis postępowania podczas realizacji ćwiczenia. W każdym sprawozdaniu należy umieścić wszystkie wyniki pośrednie, tzn. schematy, tabele minimalizacji, równania, przebiegi działania układu itd. itp. Schematy oraz wykresy (przebiegi pracy układu) należy zamieszczać w sprawozdaniu. Sprawozdanie nie będzie oceniane, będzie jednak podstawą do zaliczenia zadania. Po każdym cyklu ćwiczeń nastąpi zapowiedziana kartkówka podsumowująca wykonane zadanie. Opóźnienie w oddaniu sprawozdania będzie premiowane obniżeniem oceny z kartkówki za dane ćwiczenie w wymiarze ½ oceny za każdy tydzień opóźnienia. Sprawdzeniu podlegać będą również wykonane układy, dlatego wszystkie układy należy mieć zapamiętane i dostępne na żądanie.

Ćwiczenie 1 – Budowa transkodera

Zawartość sprawozdania:

1. Dane osobowe (nazwisko, nr indeksu itd.)

2. Temat oraz numer projektu

3. Krótki opis zadania

4. Tabele przejść stanów (binarnie; wejście i odpowiadający stan wyjściowy)

5. Tabelki Karnaugh wraz z zaznaczonymi obszarami minimalizacji

6. Funkcja po przekształceniach (oraz same przekształcenia)

7. Schemat uzyskanego układu

8. Przebiegi wejściowe oraz wyjściowe z Active-Cad'a dla całego zakresuliczbowego

przebiegi idealne (teoretyczne) - screenshot
przebiegi rzeczywiste (z uwzględnieniem charakterystyk czasowych elementów) screenshot

9. Pomiar czasu odpowiedzi układu (w Active-Cad'zie) screenshot, dla kilku charakterystycznych momentów (min., max., hazard)

10. Analiza hazardu:

wyjaśnić dlaczego się pojawił
próba wyeliminowania
uzyskany wynik, o ile próba się powiodła
należy w sprawozdaniu umieścić schemat przed wyeliminowaniem oraz po wyeliminowaniu hazardu

11. Obliczenie, na podstawie parametrów elementów, max. częstotliwości zmian danych wejściowych (częstotliwość graniczną układu).

12. Zaprezentowanie na układzie poprawności obliczeń: należy umieścić przebieg pracy układu taktując go sygnałem o wyliczonym okresie oraz przebieg taktując układ sygnałem o okresie o jedną jednostkę mniej niż wyliczona wartość (np. wyliczyliśmy, że okres sygnału pracującego z częstotliwością graniczną to 200 ns, należy zatem wykonać screenshot dla tej wartości oraz dla wartości 199 ns). W drugim przypadku należy wskazać miejsca, w których układ nie zadziałał poprawnie (jeżeli w pierwszym przypadku układ działa niepoprawnie oznacza to, że obliczenia są błędne).

13. Rzeczowe i na temat itd. wnioski

Ćwiczenie 2 – Skracanie liczników

Przebieg ćwiczenia (zawartość sprawozdania):

I. Zaprojektować licznik mod XXX liczący w kodzie binarnym przy użyciu elementów 7493 (TTL).

II. Zaprojektować licznik mod XX liczący w kodzie BCD przy użyciu elementów 7490 (TTL).

1. Krótki opis zadania, krótki opis działania użytych elementów oraz opis zastosowanego rozwiązania.

2. Zapoznanie się z parametrami pracy liczników (proszę przytoczyć tabelkę parametrów katalogowych - z ActiveCada oraz krótki opis tych parametrów w języku polskim)

3. Teoretyczna analiza częstotliwości granicznej pracy liczników (max częstotliwość, przy której licznik prawidłowo wskazuje wszystkie stany pośrednie) – analiza stanów umożliwiająca wyznaczenie tej wartości.

4. Schematy zaprojektowanych liczników.

5. Przebiegi czasowe liczników

6. Wyznaczenie częstotliwości granicznej na drodze symulacji (kryterium poprawności licznika: poprawne dzielenie częst. wej.)

7. Zaprezentowanie na układzie poprawności obliczeń (zob. p. 12 – transkoder)

8. Zmierzenie czasów odp. układów (w ActiveCad'zie - dołączyć rys.)

9. Wnioski (rzeczowe i na temat) zawierające m.in. uwagi dot.: sygnału taktującego, momentu resetujacego liczniki.

10. Przemyślenia na temat połączeń układów (kolejność liczników np. 2:8:2:8 - 8:2:8:2 - itd.) b. krótko – 2-3 zdania

Ćwiczenie 3 – Badanie przerzutników.

Przebieg ćwiczenia (zawartość sprawozdania):

1. Zapoznanie się z zasadami działania przerzutników D, JK i JK-MS

2. Zapoznanie się z parametrami czasowymi: czasy wyprzedzenia, podtrzymania, propagacji od wejścia zegarowego do wyjść, propagacji od wejścia zerującego do wyjść, parametry sygnału zerującego/ustawiającego, parametry sygnału zegarowego, czas odtworzenia. Ważne są nie wartości parametrów lecz ich znaczenie.

3. Opis działania przerzutników D, D-latch, JK, JK-MS

4. Opis parametrów: czas ustalania, czas przetrzymywania, czas odtworzenia czas propagacji do stanu 0/1 na wyjściu, średni czas propagacji, (dokładne definicje); oraz pozostałych jakie dostępne są w menu „Device” symulatora (tu wystarczy krótki opis co oznaczają PO POLSKU), przedstawić wartości tych parametrów.

5. Zaprezentować (screenshot z AC) wszystkie możliwe stany wejściowe i wyjściowe dla przerzutników, które będą Państwo badać: 7470, 7472, 7474, 7475 (po 1 screen'ie dla każdego przerzutnika)

6. Pomierzyć (screenshot z pomierzona wartością w sprawozdaniu) :

a. czas propagacji do stanu 0 oraz 1 na wyjściu,

b. opóźnienie po jakim pojawia się sygnał przy aktywowaniu sygnałów PRE i CLR

7. Zbadać zachowanie układu (dla każdej sytuacji screenshot) w przypadku spełnienia oraz niespełnienia czasu ustalenia, czasu przetrzymywania, czasu odtworzenia, minimalnej szerokości impulsów kasujących/ustawiających (w przypadku niespełnienia parametru należy podać brzmienie komunikatu o błędzie).

8. Wnioski i przemyślenia