Lab1 Lab2 wiki (en)

Datablad 7400-series

pdf 7400.pdf pdf 7402.pdf pdf 7408.pdf pdf 7432.pdf pdf 7474.pdf pdf 7486.pdf pdf 74175.pdf pdf 74283.pdf

Kopplingsdäcks-simulator https://www.kth.se/social/files/544e17b3f27654069518601b/english_large.gif

pdf JavaBreadboardSimulator.pdf

zip JBBsim.zip ( vi har ändrat figurerna till europeiska symboler )

jbblogo

Java Bread Board Official Site

Ett bra hjälpmedel för att göra förberedelseuppgifterna, och för att simulera sina kopplingar innan laborationerna, är Java BreadBoard Simulator. Du laddar hem simulatorn som en ZIP-fil från kurswebben. I skolan packar Du upp ZIP-filen i din servermapp under H:/, tex. H:/JBBsim ( hemma tex. i C:/JBBsim ), och startar simulatorn genom att dubbelklicka på kommandofilen go.bat som finns bland de upp-packade filerna.

Vill Du undvika "datorstrul"? Skolans datasalar, med Windows-datorer är lämpliga att använda till denna kurs. JBB-fungerar där.

Hemma ser Du först till att ha JAVA på din dator, innan Du packar upp filerna (var som helst). JAVA går att köra med de flesta operativsystem och några olika passande kommandofiler för att starta simulatorn är medlevererade.

java ( Vid behov ladda hem Oracle JVM )

Det verkar som om JBB inte går att köra på java version 8, använd i så fall version 7 Update 71.

pdf JBBuserGuide

insideInuti ett breadboard finns kontaktgrupper som täcker grupper om fem vertikala hål. Den övre horisontella kontaktgruppen är för +6V spänningsmatning, och den nedre kontaktgruppen är för jord (spänningskällans minus).

Logikgrindarnas sanningstabeller ( inför lab Kombinatoriska kretsar ) NAND-grind 7400 Börja med menyalternativet Insert Breadboard för att få ett kopplingsdäck att arbeta med. Man kan hämta flera kopplingsdäck efter varandra om ett kopplingsdäck inte skulle räcka till.

Därefter hämtar man komponenter. Hämta en gång med Insert - DIP Switches - Double och två gånger med Insert - LED - Green samt en gång med Insert - LED - Red. Komponenterna hamnar på fel ställe på kopplingsdäcket, men man kan klicka och hålla nedtryckt och dra dem rätt. Här har vi använt en konvention att visa insignaler med gröna lysdioder och utsignaler med röda.

Kretsen 7400 hämtas med komandot Chip - ttl - logic - Gen7400 - OK, och dras med musen till rätt ställe.

Röd ledningsfärg väljs med kommandot Wire - Red, liksom övriga ledningsfärger. För att börja dra ledningar väljs kommandot Wire - Add Wires. Vid startpunkten vänsterklickar man, vid slutpunkten dubbelklickar man. Behöver man dra ledningen i vinkel klickar man vid varje böj. Den övre långa hålraden är matningsspänningen +5V ("1"), och den nedre jord, 0V ("0"). Vi har använt oss av konventionen att ansluta matningsspänning med röda ledningar, och jord med svarta. Övriga ledningsfärger väljs så att kopplingen blir tydlig.

7400gate1 7400simple

Under laborationen har Du bara tillgång till Dip switches och LED, lysdioder. Vi använder komponenter som har samma egenskaper som simulatorns. (Lysdioderna vid laborationen har tex. inbyggda seriemotstånd). OBSERVERA! Simulatorn kan bara simulera digitala signaler. Speciella kopplingar som ger upphov till mellanliggande spänningsvärden kommer därför inte att simuleras rätt. (Ex. seriekopplade lysdioder). Kopplar man som i figuren ovan kan man vara säker på att simuleringarna överenstämmer med verkligheten.

Även "virtuella" komponenter Simulatorn har även komponenter som saknar sin motsvarighet i verkligheten, tex. en simulerad Hex Display som kan hämtas med menyalternativet Insert - Chip - Components - Hex Display. Fördelen med displayen är att den är tydligare än lysdioder, även när man som här bara använder siffrorna 0...3.

7400test

Simulatorn stoppas-pausas-stegas-startas med knappar som använder allmänt vedertagna symboler (liknande de på en kassettbandspelare).

simulate

startsim Starta simuleringen, och klicka på komponenten Dip Switches Double för att förändra inställningen on/off så att Du därmed går igenom de fyra ingångskombinationerna. Fyll så i sanningstabellen.

gatetable

En ändå bekvämare testuppkoppling får man om man byter ut Dip Switches Double mot HexKeyPad (menykommando Insert - Chip - Components - HexKeyPad). Om man därefter dubbelklickar på denna simulerade "komponent" öppnas ett tangentbord, en så kallad KeyPad. Med denna KeyPad kan man bekvämt mata in de hexadecimala talen 0...F. Vi använder till att börja med talen 0...3. Observera! Ledningarna med orange färg visar att även några av de gula ledningarna behöver ändras till denna koppling.

key7400

Dom virtuella komponenterna HexKeyPad och Hex Display är bekväma att använda - men för att förbereda och dokumentera den verkliga uppkopplingen är det Dip Switches och LED som gäller.

AND-grind 7408 Markera 7400-kretsen och ta bort den med delete-knappen. cut ( stoppa simuleringen först ).

Hämta kretsen Gen7408 med kommandot Chip - ttl - logic - Gen7408 - OK. Upprepa simuleringen med denna komponent och fyll i sanningstabellen.

7408test 7408.gif

gatetable

OR-grind 7432 Upprepa samma för OR-grinden 7432.

7432test 7432.gif

gatetable

Kombinatorisk krets ( inför lab Kombinatoriska kretsar ) muxboardsim

Alla kopplingar som Du gör med den kombinatoriska kretsen vid laborationen kan Du simulera i förväg hemma.

simmuxbig

Addition av 8-bitstal eller 4-bitstal ( inför lab Kombinatoriska kretsar ) Vid laborationen har vi kretsen 74283 som är en 4-bitsadderare. Den kretsen finns inte med till simulatorn, i stället finns en "fantasikrets" - en 8-bitsadderare.

Man får därför välja mellan att "strypa ned" kretsen till 4 bitar, som visas i figuren nedan, eller simulera addition av 8-bitstal. Om A3 och B3 båda är "1" så får heladderarsteget med A4 och B4 ingående carry "1" oavsett vad de tidigare ingångarna ( CIN A0 B0 A1 B1 A2 B2 ) har för värden (de kan därför lämnas oanslutna)! A3 och B3 kan därför kopplas ihop som ingående carry CIN till en fyrbitsadderare för talen A7 A6 A5 A4 och B7 B6 B5 B4 och med summan S7 S6 S5 S4.

4bitadd

8-bitsadderaren finns under menyn Insert - Chip, därefter dubbelklicka på, - cpu - jx_york_ac_uk - j1 -Adder8bit, och klicka på OK.

4bitaddercircuitExempel på simulatorkoppling för 4-bitsaddition!

Låskrets med NOR-grindar ( inför lab Sekvenskretsar ) 7428sr srtruthExempel på simulatorkoppling för att undersöka låskrets med NOR-grindar.

OBSERVERA! Vid simuleringen använd 7428 i stället för 7402 som råkat få felaktig benkonfiguration i simulatorn! - Båda kretsarna är i verkligheten lika, enda skillnaden är att 7428 är en (starkare) bufferkrets.

Klockad D-vippa (inför lab Sekvenskretsar) d_toggle

Tips! Simulatorn har en specialkomponent, en klockpulsgenerator. Klockpulsgeneratorn finns under menyn Insert - Chip, därefter dubbelklicka på, - oscillator - GenClk, och klicka på OK.

D-vipporna finns under menyn Insert - Chip, därefter dubbelklicka på, - ttl - flipFlop - Gen7474, och klicka på OK.

D_toggle_simExempel på påbörjad simulatorkoppling. Alla D-vippans ingångar måste anslutas till rätt logiknivåer!Ställ in SimSpeed så att lysdioderna blinkar med ungefär sekundfart. Lämplig Hastighetsinställning är beroende av din dators prestanda.

Gray-kod upp/ner-räknare ( inför lab Sekvenskretsar ) graycounter_simExempel på påbörjad simulatorkoppling för Gray-kod-räknaren.

Skiftregister-räknare ( inför lab Sekvenskretsar ) 74164.gif

prbsx

Vid simulering kan man använda kretsen 74164, tillsammans med en extra EXOR-grind, som ersättning för 74175.

Kretsen 74175 ingår inte i simulatorn, däremot ingår några olika skiftregisterkretsar. Det man kan göra är att använda kretsen 74164 som är ett 8-bitars skiftregister. Man avstår då från de sista fyra vipporna QE QF QG QH. Se figuren.

Skiftregistret finns under menyn Insert - Chip, därefter dubbelklicka på, - ttl - shiftRegister - Gen74164, och klicka på OK.

shiftreg_simKomponenter som behövs för att simulera de olika skiftregister-räknarna.