STUDIUL PORTILOR LOGICE COMBINATIONALE CU CIRCUITUL INTEGRAT CDB 400

STUDIUL PORTILOR LOGICE COMBINATIONALE CU CIRCUITUL INTEGRAT CDB 400

Scopul lucrarii

• studiul operatiilor fundamentale din algebra booleana
• proiectarea si realizarea portilor logice cunoscute folosind principiul universalitatii portii SI-NU
• proiectarea si implementarea unor circuite logice care sa genereze semnale de iesire in conformitate cu cerintele unei anumite aplicatii

Consideratii teoretice

Sistemele digitale folosesc semnale cu doua niveluri pentru a reprezenta cifrele unor numere binare sau comenzile de tipul deschis / inchis. Fiecarui nivel logic i se asociaza un nivel de tensiune. Tensiunea mica, de obicei 0 V, reprezinta "0" logic. Nivelul "1" logic se reprezinta cu o tensiune mare (pozitiva in cazul unei logici pozitive, respectiv negativa in cazul unei logici negative). Nivelul de tensiune care reprezinta "1" logic depinde de tipul de dispozitiv folosit. Astfel, in cazul tehnologiei bipolare (de exemplu TTL, Transistor - Transistor - Logic) se folosesc 5 V, in timp ce pentru tehnologia CMOS (Complementary Metal Oxide Silicon), valorea poate varia intre 3 V si 15 V.

Circuitele cu ajutorul carora se pot implementa operatiile fundamentale din algebra booleana se numesc porti logice. O poarta accepta unul sau mai multe semnale logice de intrare si produce un semnal de iesire conform unei functii logice de baza a intrarilor (tabel de adevar).

Din teorema lui DeMorgan pentru doua variabile logice rezulta o relatie intre functiile logice SI respectiv SAU:

Prin urmare, dintre cele trei operatii de baza (SI, SAU, NU), numai doua sunt strict necesare (SI / NU, respectiv SAU / NU), pentru ca a treia poate fi inlocuita de o combinatie corespunzatoare a celorlalte doua.

Dupa cum arata si exemplul de mai jos, operatorii NU, respectiv SI pot fi combinati in asa fel incat sa formeze un operator "universal" care poate fi utilizat pentru a implementa orice expresie booleana.

pentru ca

Simbolul portii SI-NU (NAND) cu doua intrari, precum si tabelul de adevar sunt prezentate mai jos.

Circuitul integrat CDB 400 E

Este un circuit integrat logic, de tip TTL, produs de IPRS - Baneasa. Contine 4 porti SI-NU cu doua intrari incorporate intr-o capsula de tip To - 116 ("plastic 14"). Semnificatia si conexiunile terminalelor de acces din exteriorul capsulei sunt prezentate mai jos.

Schema de lucru (montajul experimental)

Panoul frontal al dispozitivului folosit pentru studiul portilor logice este prezentat schematic in figura de mai jos.

Ea contine:

• 2 circuite integrate de tip CDB 400 (8 porti SI-NU),
• 2 surse de tensiune (= + 3 V, pentru nivel "1" logic),
• borna de masa (pentru "0" logic),
• 2 sonde logice (conectori cu LED, aprins = "1" logic, stins = "0" logic, pentru verificarea starilor logice de iesire),
• 4 voltmetre electronice (pentru verificarea starilor logice de intrare/iesire),
• conectori.

Metodologia efectuarii lucrarii

se completeaza "teoretic" tabelul de adevar pentru functia logica vizata

pe baza tabelului de adevar se proiecteaza functia folosind un numar minim de porti SI-NU

se realizeaza conexiunile necesare folosind conectori, voltmetre si sonde logice

se verifica montajul

se conecteaza sursele de tensiune

se verifica "experimental" tabelul de adevar

Teme experimentale

• Realizati conexiunile pentru necesare pentru studiul unei porti SI-NU si completati tabelul de adevar folosind una din portile logice aflate pe panou.
• Implementati celelalte functii logice (SI, NU, SAU, SAU-NU) folosind numai portile SI-NU aflate pe panou, parcurgand toate etapele necesare
• Proiectati si implementati (folosind portile SI-NU) urmatoarele functii: