Zestaw edukacyjny KL210 do nauki podstaw układów elektrycznych i elektronicznych, część 2

baner

24. Multipleksery i demultipleksery

Wykorzystywane moduły i przyrządy dodatkowe: KL-26004.

Zagadnienia: multiplekser „1 z 2” zbudowany z podstawowych bramek logicznych, realizacja funkcji logicznej za pomocą multipleksera, multiplekser „1 z 8” z układem scalonym TTL, demultiplekser „1 z 2” zbudowany z podstawowych bramek logicznych, demultiplekser „8 z 1” z układem scalonym CMOS, analogowe układy multiplekserów i demultiplekserów.

 

25. Układy arytmetyczne

Wykorzystywane moduły i przyrządy dodatkowe: KL-26005, KL-26002.

Zagadnienia: układ jednostki arytmetyczno-logicznej (ALU), generator parzystości zbudowany z bramek XOR, scalony generator parzystości.

 

26. Sekwencyjne układy logiczne

Wykorzystywane moduły i przyrządy dodatkowe: KL-26006 (fot. 25).

 

Fot. 25. Moduł KL-26006

Fot. 25. Moduł KL-26006

 

Fot. 26. Moduł KL-26007

Fot. 26. Moduł KL-26007

 

Zagadnienia: przerzutnik RS zbudowany z podstawowych bramek logicznych, przerzutnik typu D zbudowany z przerzutników RS, przerzutnik typu JK zbudowany z przerzutników RS, przerzutnik JK typu master-slave zbudowany z przerzutników RS, rejestr przesuwający z przerzutników typu D, ustawienie wstępne rejestru przesuwającego w lewo/w prawo, układ eliminatora zakłóceń zbudowany z przerzutników RS, licznik z dzieleniem przez 8 zbudowany z przerzutników typu JK, licznik synchroniczny zbudowany z przerzutników JK, licznik z dzieleniem przez 8 z układem scalonym 7490, licznik w kodzie BCD z układem scalonym 7490.

Uwagi: W opisie ćwiczenia dotyczącego rejestru przesuwającego na przerzutnikach D (strona 54) błędnie podano stan sygnału zerującego rejestr, ustawianego przełącznikiem SW0. Prawdopodobnie wynika to z błędu popełnionego na schemacie ideowym umieszczonym przez producenta zestawu na pulpicie modułu KL-26006. Widnieje na nim wewnętrzny inwerter układu 74LS273, gdy w rzeczywistości jest to podwójnie zanegowany bufor.

 

27. Zastosowania sekwencyjnych układów logicznych

Wykorzystywane moduły i przyrządy dodatkowe: KL-26007.

Zagadnienia: układ sterujący diodami LED, układ sterujący światłami w ruchu ulicznym.

Uwagi: Kolejne ćwiczenie, w którym uczniowie sprawdzają w działaniu przykładowe rozwiązanie aplikacji użytkowej. Urządzenie tak skonstruowane mogłoby być stosowane w rzeczywistych systemach, chociaż prawdopodobnie obecnie jest realizowane innymi technikami, np. mikroprocesorowymi. Podane w instrukcji polecenie ręcznego generowania impulsów zegarowych nie jest dobrym pomysłem ze względu na znaczną ich liczbę potrzebną do zamknięcia całego cyklu pracy sterownika (ponad 100). Lepszym rozwiązaniem jest wykorzystanie generatora impulsów zegarowych pracującego z odpowiednio dobraną częstotliwością.

 

Subiektywna ocena zestawu, nomenklatura techniczna

Ocena zestawu KL-210 powinna uwzględniać trzy aspekty.

1. Dobór tematów ćwiczeń i wstęp teoretyczny do każdego z nich. Chociaż instrukcje do ćwiczeń z zestawem KL-210 nie mają pełnić roli bazy wiedzy do poszczególnych tematów (od tego są podręczniki i skrypty do przedmiotu np. „podstawy elektroniki”), przyjęto zasadę, że każde ćwiczenie jest poprzedzane krótkim wstępem teoretycznym i dyskusją nad zagadnieniem. Ułatwia do uczniom przygotowanie się do zajęć i przypomnienie zakresu wiadomości z wybranego tematu, co jest niezbędne do prawidłowego wykonania ćwiczeń. Bryki te spełniają swoje zadanie i na pewno będą bardzo pomocne uczniom. Pozostaje natomiast kwestią dyskusyjną zastosowanie wiekowego układu mA741 jako wzmacniacza operacyjnego, na którym prowadzi się eksperymenty, o czym była już mowa. W części instrukcji dotyczącej układów cyfrowych omawiana jest też bramka TTL, która może być oczywiście traktowana jako wzorzec edukacyjny, jednakże w dzisiejszych czasach technologia ta praktycznie istnieje tylko w rozwiązaniach historycznych. Nie wspomniano choćby o układach TTL-LS (nawiasem mówiąc stosowanych w modułach) wywodzących się wprawdzie z technologii TTL, ale mających znacznie korzystniejsze parametry. We wstępach teoretycznych do ćwiczeń o układach cyfrowych zabrakło informacji o innych technologiach, przede wszystkim 3-woltowych. Ćwiczenie o interfejsach TTL<->CMOS nie wyczerpuje zagadnienia współpracy układów cyfrowych wykonanych różnymi technologiami.

2. Odrębną, dyskusyjną sprawą jest przyjęta w niektórych przypadkach nomenklatura. Można na przykład spierać się czy licznik liczy „w przód/w tył” czy „w górę/w dół” (pomijając kilka subtelności językowych związanych z tymi związkami frazeologicznymi). Można dyskutować czy rejestr jest przesuwny (czyli taki, który daje się przesuwać) czy przesuwający (czyli taki, który coś przesuwa, np. stany przerzutników). W nomenklaturze technicznej przyjęła się nazwa „przesuwny”, ale czy jest ona poprawna? Podobnie jest ze wzmacniaczem przyrządowym, który z punktu widzenia poprawności językowej jest lepszym określeniem wzmacniacza instrumentalnego, ale ta druga nazwa jest chyba częściej stosowana w tekstach technicznych, i trudno uznać ją za niepoprawną. Nad powyższymi przypadkami można dyskutować, natomiast bezdyskusyjnie tłumaczenie słowa „LOAD” jako „OBCIĄŻENIE” w odniesieniu do jednego z wejść rejestru z wpisem równoległym jest błędem, który należy szybko poprawić. Zdecydowanie bardziej odpowiednie będzie tu słowo „WPIS” (jeśli już uznamy za konieczne tłumaczenie angielskich opisów wyprowadzeń układu scalonego).

3. Bez większych zarzutów (drobne uwagi były omówione w artykule) można natomiast przyjąć przyjęte w zestawie KL-210 rozwiązania układowe i samą jego koncepcję. Wszystkie elementy zestawu są nienagannie wykonane pod względem mechanicznym, dołączono wystarczającą liczbę kabli połączeniowych i zworek. Przemyślane rozmieszczenie zworek pozwala ustawiać kilka konfiguracji jednego modułu, a wiec umożliwia wykonanie kilku ćwiczeń bez zmiany modułu. Zmniejszono w ten sposób całkowity koszt zestawu, co wobec konieczności wyposażenia laboratorium w co najmniej kilka kompletów ma duże znaczenie.

Dystrybutor zestawu jest aktualnie w trakcie opracowywania poprawek w instrukcjach do KL-210.

O autorze