Глава 2.  ИЗУЧЕНИЕ АЛГОРИТМА РАБОТЫ ЦИФРОВЫХ

МИКРОСХЕМ И ПРОВЕРКА ИХ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

 2.1. Испытательный стенд для изучения элементов ЭВМ

При изучении работы микросхем необходимо задавать электрические сигналы логической единицы и логического нуля на входах микросхемы и знать состояние (логический нуль или логическая единица) на выходах микросхемы. Для изучения алгоритма работы микросхем были разработаны и изготовлены два варианта испытательного стенда (рис. 2.3, 2.4). Один вариант обеспечивает изучение алгоритма работы микросхем при напряжении питания 5 В, а второй вариант при напряжении питания от 3 до 15 вольт. Расположение светодиодов на испытательном стенде показано на рисунке 2.1. Буквенные обозначения контактов разъема РГП56К указаны на этом рисунке над обозначениями соответствующих светодиодов.

Каждый из испытательных стендов обеспечивает задание логических нулей и единиц одновременно на 14 входах микросхемы. Светодиоды HL1-HL14 указывают логические состояния на входах, а светодиоды HL15-HL23 – логические состояния на выходах исследуемой микросхемы.

Стенд для изучения элементов ЭВМ по схеме 2.3 собран на микросхемах ТТЛ, которые допускают напряжение питания 5 В плюс-минус 5%. В лаборатории имеются две модификации такого стенда: с защитой от неправильной полярности питающего напряжения (при неправильной полярности питающего напряжения микросхемы могут выйти из строя)  и со стабилизацией питающего напряжения. Напряжение питания стенда первой модификации 5,7 В, а напряжение питания стенда второй модификации 6,5-9 В. Питающее напряжение подают обязательно с соблюдением полярности (плюсовой провод стенда имеет изоляцию красного цвета). Источник питания включают в сеть через устройство защитного отключения.

Дребезг контактов на входах исследуемой микросхемы устраняется с помощью RS-триггеров на элементах 2И-НЕ (микросхемы DD1-DD7). Функции кнопок S1-S28 выполняет гибкий многожильный проводник (соединен с общим проводом испытательного стенда), свободным концом которого касаются соответствующих входов (контактные площадки на плате из фольгированного материала) микросхем DD1-DD7. Контактные площадки имеют разные размеры для ориентировки задания логического нуля и логической единицы.

Яркость свечения каждого из 23 светодиодов зависит от сопротивления резистора, включаемого последовательно со светодиодом. Для увеличения яркости свечения  светодиодов HL1-  HL23 необходимо уменьшить сопротивления резисторов  R1 – R23.

Стенд для изучения элементов ЭВМ по схеме 2.4 допускает напряжение питания от 3 до15 вольт. Это позволяет исследовать с помощью такого стенда работу микросхем  как ТТЛ, так и КМОП. Напряжение питания стенда при исследовании микросхем ТТЛ выбирают равным 5 В плюс-минус 5%.

Для подачи логических сигналов на входы исследуемых микросхем собраны 14 RS-триггеров на биполярных транзисторах. Схема одного из триггеров приведена на рисунке 2.2. Если горит светодиод HL1 (транзистор 1VT2 открыт), то на выходе RS-триггера будет напряжение логической единицы. При открытом транзисторе 1VT2 транзистор 1VT1 будет закрыт. Сопротивление резистора 1R2 должно быть маленьким по сравнению с сопротивлением резистора 1R3, чтобы светодиод HL1 не горел при закрытом транзисторе 1VT2. При закрытом транзисторе 1VT2 напряжение на резисторе 1R2 должно быть меньше напряжения, при котором начинает светиться светодиод HL1.

Для каждого из стендов  изучаемая микросхема монтируется на плате одностороннего фольгированного гетинакса  или стеклотекстолита. Если предполагается проверять работоспособность микросхем, то на плате фольгированного материала устанавливают панельку для микросхем на соответствующее число выводов. 

Для удобства пользования на лицевую панель стенда можно накладывать трафарет с отверстиями, открывающими задействованные при исследовании конкретной микросхемы светодиоды.