TGI Ü Termin 1: Schaltungen: Einführung
Einführung
In den praktischen Übungen zur Digitaltechnik werden am Experimentier-Board
logische Schaltungen zusammengesteckt.
Diese stehen in Integrierten Schaltkreisen („Chips“) der sog.
TTL-Serie zur Verfügung.
Ein
Übersichtsblatt stellt die wichtigsten Chips dar; die
Schaltsymbole (in amerikanischer Notation) geben die darin enthaltenen
„Gatter“ (logischen Schaltelemente) wieder.
Weitere Information zu den Chips ist in den TTL Pocket Guides und
den Data Books enthalten; im Datenbuch finden sich zu jedem Chip auf
mehreren Seiten ausführliche Angaben z.B. zu Timing-Parametern,
Signalspannungen, Betriebstemperatur etc.
Einige Datenblätter enthalten auch interessante Darstellungen des
inneren Schaltungsaufbaus.
Steckbretter / Experimentierboards
Beachte die Hinweise und Regeln zum Umgang mit den Experimentierboards und Chips.
Siehe Rückseite.
Aufgabe 0
Wähle eine elementare logische Verknüfung (z.B. AND, NAND, XOR, ...).
Identifiziere auf dem Übersichtsblatt einen Chip, der diese Verknüpfung
realisiert (meist mehrere Gatter pro Chip).
Schließe ein Gatter an (Hinweise oben beachten) und prüfe seine Funktion.
Aufgabe 1
Wähle eine Boolesche Gleichung, z.B. eins der Gesetze von de Morgan
oder ein Distributivgesetz.
Baue beide Seiten der Gleichung auf.
Prüfe, ob beide Schaltungen wirklich die gleiche Schaltfunktion realisieren.
Aufgabe 2
Betrachte eine Schaltung, die in der Vorlesung vereinfacht wurde.
Baue die ursprüngliche und die vereinfachte Schaltung auf.
Prüfe, ob beide Schaltungen wirklich die gleiche Schaltfunktion realisieren.
Steckbretter / Experimentierboards
Beachte:
- Chip auswählen
-
Die richtigen Chips entnehmen; Beschriftung kontrollieren,
denn nicht immer sind die Chips auf den Matten richtig einsortiert.
-
Beim Wegsortieren bitte die Chips auf die richtigen Matten stecken!
- Chip auf dem Board einsetzen
-
Die Chips sorgfältig in die Sockel einsetzen und
sorgfältig wieder herausnehmen. Verbogene Beinchen lassen sich
nur wenige Male wieder gerade biegen. Den Chip locker auf den Sockel
setzen, gucken, ob alle Beinchen in die Sockel-Pins passen, dann
gleichmäßig hineindrücken.
Zum Herausziehen die Hilfsschieber benutzen, oder sehr sorgfältig
an beiden Seiten gleichmäßig und gerade ziehen.
-
Die Chips richtig herum einsetzen! An einem verpolt
angeschlossenen Chip kann man sich die Finger verbrennen...
-
Die Nummerierung der Sockelanschlüsse und der Chipanschlüsse beachten und
korrekt zuordnen; meist haben die Sockel mehr Pins als die Chips,
dementsprechend verschiebt sich in der oberen Reihe die Nummerierung...
- Chip anschließen
-
Die Spannungsanschlüsse aller Chips mit der Spannungsversorgung des
Steckbretts verbinden; Vcc = positive Betriebsspannung = +5V; GND = Masse = 0V.
Die Betriebsspannung steht auf dem Steckbrett an etlichen Anschlüssen zur Verfügung.
Vcc/+5V wird meist mit Pin 14 eines 14-poligen Chips verbunden.
Im 16-poligen Sockel linksbündig eingesteckt ist das Pin 16 des Sockels.
-
In der Übersicht sind die logischen Funktionen mit Buchstaben
angedeutet, meist A, B, … für Eingänge, Y für einen Ausgang.
(Diese beziehen sich auf die ausführliche logische Spezifikation
im Datenblatt.)
Da sich in den meisten Chips mehrere Gatter befinden, sind diese
durchnummeriert, so dass Eingänge des ersten Gatters 1A, 1B, … heißen usw.
-
In der TTL-Schaltungstechnologie werden offene Eingänge als 1 interpretiert!
Soll ein Eingang ungenutzt bleiben, sollte er mit Masse (GND) verbunden werden,
um ihn mit 0 zu beschalten.
-
Ausgänge dürfen nicht miteinander verbunden werden; ein Ausgang
treibt immer einen oder mehrere Eingänge.
-
Die Schalteranschlüsse (S1 bis S9) sind Ausgänge! Sie werden
mit Eingängen der Schaltung verbunden.
-
Ausgänge der Schaltung lassen sich durch die LEDs
visualisieren; einfach mit dem Eingangs-Pin einer Lampe verbinden
(2 Reihen links unten, 1 bis 10).
- Kontrolle
- Anfänger lassen vor dem Einschalten Dozent/Betreuer einen
Kontrollblick auf die Schaltung werfen!