Стенд цифрової техніки

Реферат: UA 106148 U UA 106148 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі учбових демонстраційних приладів для проведення лабораторних робіт з електроніки, зокрема з дослідження роботи дискретних логічних елементів, комбінаційних цифрових пристроїв без пам'яті, послідовних вузлів цифрової техніки з елементами пам'яті та окремі вузли електронно-обчислювальної техніки, які є базою електронно-обчислювальної машини, і може бути використаний для більш ефективного засвоєння теоретичного учбового матеріалу студентами у навчальних закладах. Відомий лабораторний стіл К4822, окрім дослідження електричних кіл має виробити навики збирання електричних схем. Недоліком даного лабораторного стола є обмеженість функціонування в силових колах, складність введення змін у формуванні живлення цифрових схем та малі можливості використання при високих частотах (Конохов Н.Н. Лабораторные работы по электротехнике и основам электроники и электрических измерений. Сборник лабораторных работ, выполняемых на лабораторном столе К4822-2. - Донецк: ДонИЖТ, 2003. 24 с). Відомий лабораторний стенд 17Л-03 досліджує коло попередньо сформованих завдань, всі електричні схемі вже змонтовані і значна увага надається коректному вимірюванню параметрів електронних пристроїв багатошкальними приладами. Недоліком даного лабораторного стенда є обмежена кількість об'єктів досліджень, бо всі електричні схемі вже змонтовані. Задача корисної моделі є удосконалення стенда цифрової техніки, та системи досліджень функціональних вузлів цифрової електронної техніки, щоб забезпечити можливість багатостороннього дослідження з використанням сучасної елементної бази та електронного осцилографа для візуальних оцінок перетворень електричних сигналів цими вузлами. Поставлена задача вирішується тим, що стенд цифрової техніки для дослідження роботи цифрових електронних пристроїв, який складається з базового блока вводу-виводу інформації, що виконаний з можливістю під'єднання до стенда набору скомпонованих за відповідним призначенням плат, схема досліджуваного вузла знаходиться перед оператором, базовий блок виконаний з можливістю введення потенційної інформації завдяки кнопкам та перемикачам, а вивід її на цьому ж блоці - світлодіодною індикацією, елементи плат виконані відкритими, з можливістю визначення потенціалів чи часових діаграм у контрольних точках, конструктивно плати виконані з можливістю удосконалювання або створювання нових, без внесення змін до основного базового блока. До конструктивних ознак корисної моделі можна віднести спосіб і можливості проведення дослідження цифрових вузлів, а саме, комплексний підхід до процесу дослідження: схема цифрового пристрою (набір трафаретів), світлодіодна індикація і часові осцилографічні діаграми. Суть корисної моделі пояснюється кресленням та фотографіями, де на Фіг. 1 показана електрична схема базового блока вводу-виводу інформації; 2 - зовнішній вигляд пристрою; 3 робочий макет з дослідження цифрової схеми; 4 - конструктивна плата 1; 5 - конструктивна плата 2; 6 - конструктивна плата 3; 7 - конструктивна плата 4; 8 - конструктивна плата 5. Стенд містить: базовий блок вводу-виводу інформації з панеллю індикаторів, набір досліджуваних конструктивних плат, осцилограф (бажано багатоканальний) та набір трафаретів заготовлених схем, які формують завдання для досліджень. Робота стенда здійснюється наступним чином: до базового блока вводу-виводу інформації стенда (Фіг. 1) під'єднується набір заготовлених схем (Фіг. 2), де є схемотехніка досліджуваних цифрових вузлів представлена на друкованих вкладках (Фіг. 3) та скомпонованих за відповідним призначенням плат (Фіг. 3). Це дає можливість швидко і ґрунтовно визначитись з потенційними рівнями цифрових пристроїв завдяки наявній у схемі світлодіодній індикації та визначати часові діаграми на контрольних точках плат, відповідно до цокольних позначень на самих інтегральних мікросхемах. Такий підхід у розробці пристрою дає змогу швидко змінювати об'єкти досліджень (конструктивні плати), маючи перед собою їх електричні схеми. Для досягнення повної картини дослідження залишається під'єднати щуп осцилографа до контрольних точок на платах і оцінити часові діаграми роботи цифрових функціональних вузлів. Фукціональне призначення плат: плата 1 (Фіг. 4) - призначена для дослідження базових логічних елементів і пристроїв, можна провести дослідження дев'яти пристроїв, зокрема, логічних базисів І-НЕ та АБО-НЕ, функції ВИКЛЮЧНЕ АБО (суматор за модулем 2), функції ВИКЛЮЧНЕ АБО-НЕ (НЕРІВНОЗНАЧНІСТЬ), трирозрядного пристрою перевірки на парність, пристрою порівняння двох дворозрядних чисел та однорозрядного суматора за модулем два; плата 2 (Фіг. 5) - дозволяє провести дослідження RS-тригера на елементах АБО-НЕ та на елементах І-НЕ, тобто з прямим та інверсним входами, тактованого D-тригера, дозволяє досліджувати паралельний дворозрядний регістр та послідовний дворозрядний регістр, 1 UA 106148 U 5 10 15 дозволяє досліджувати лічильний Т-тригер; плата 3 (Фіг. 6) - призначена для дослідження послідовного чотирирозрядного регістра і кільцевого чотирирозрядного лічильника, досліджувати роботу суматора двох чотирирозрядних двійкових чисел; плата 4 (Фіг. 7) дозволяє досліджувати перетворювач двійкового коду в код семисегментного індикатора та проводити дослідження мультиплексора; на платі 5 (Фіг. 8) - досліджується лічильник, що підсумовує, із змінним коефіцієнтом поділу, віднімаючий лічильник та універсальний реверсивний лічильник з попередньою настановою. Модернізація можлива при використанні джерела живлення постійної напруги 5В, яке присутнє у лабораторіях, наприклад, того ж лабораторного стенда 17Л-03. Завдяки цьому зменшуються габарити запропонованого стенда, матеріальні затрати на виготовлення основних вимірювальних блоків, що робить дану модель універсальним бюджетним рішенням для впровадження в навчальний процес вищих навчальних закладів. Модернізація включає удосконалення стенда для дослідження цифрової техніки, а саме, дискретних логічних елементів, комбінаційних цифрових пристроїв без пам'яті, послідовних вузлів цифрової техніки з елементами пам'яті та окремі вузли електронно-обчислювальної техніки. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Стенд цифрової техніки для дослідження роботи цифрових електронних пристроїв, який складається з базового блока вводу-виводу інформації, що виконаний з можливістю під’єднання до стенда набору скомпонованих за відповідним призначенням плат, який відрізняється тим, що схема досліджуваного вузла, що знаходиться перед оператором, приєднана до базового блока, який виконаний з можливістю введення потенційної інформації завдяки кнопкам та перемикачам, а вивід її на цьому ж блоці - світлодіодною індикацією, елементи плат виконані відкритими, з можливістю визначення потенціалів чи часових діаграм у контрольних точках, конструктивно плати виконані з можливістю удосконалювання або створювання нових, без внесення змін до основного базового блока. 2 UA 106148 U 3 UA 106148 U 4 UA 106148 U 5 UA 106148 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6