RU2493609C1

RU2493609C1 - Stand for studying hybrid electronic devices

Info

Publication number: RU2493609C1
Application number: RU2012112179/12A
Authority: RU
Inventors: Сергей Валентинович Редькин; Сергей Борисович Плешаков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научный консультационно-технологический центр "Пролог"
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-09-20

Abstract

FIELD: information technology.

SUBSTANCE: stand for studying hybrid electronic devices includes: a logic element unit, a flip-flop unit, a counter, a decoder for decoding a binary code to a position code, a register, an analogue-to-digital converter, a first display unit, a second display unit, an input/output unit, a comparator unit, a switch unit, an analogue adder, a set of diodes, a set of resistors, a set of capacitors, a control unit, a voltage controller and a generator. The second display unit contains a linear multi-bit light-emitting diode display. The input of the analogue-to-digital converter is connected to corresponding sockets of a patch board and the output is connected to the input of the second display unit and the second data input of the input/output unit. The input/output unit further includes a second random-access memory unit, the data input of which is connected to the second data input of the input/output unit, the data output of which forms data outputs of the first and second random-access memory units which are combined into a multi-bit bus. The first display unit further includes a character display, the outputs of which are connected to the corresponding bit of the input of the display unit.

EFFECT: acquiring skills of operating digital and hybrid electronic devices, investigating the dynamics of operation of digital devices and taking computer measurements.

9 dwg

Description

Изобретение относится к области обучающих устройств и может быть использовано для получения практических навыков работы с цифровыми и аналоговыми электрическими схемами, преобразователями аналоговых сигналов в цифровой код и обратно (АЦП и ЦАП), а также исследования динамики их работы.The invention relates to the field of training devices and can be used to obtain practical skills in working with digital and analog electrical circuits, converters of analog signals to digital code and vice versa (ADC and DAC), as well as studying the dynamics of their work.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является стенд для изучения электронных средств автоматизации (RU, 2279718 C1, G09B 23/18). Стенд содержит счетчик, шесть коммутаторов, дешифратор двоичного кода в позиционный, регистр, блок переключателей, аналоговый сумматор, блок триггеров, блок индикации, блок ввода-вывода, блок логических элементов, набор диодов, набор резисторов, набор конденсаторов, блок аналоговых компараторов, блок управления, регулятор напряжения, генератор, вольтметр и наборное поле с комплектом перемычек - соединителей.The closest technical solution, selected as a prototype, is a stand for the study of electronic automation (RU, 2279718 C1, G09B 23/18). The stand contains a counter, six switches, a binary code decoder in position, a register, a switch block, an analog adder, a trigger block, an indication block, an input-output block, a logic element block, a set of diodes, a set of resistors, a set of capacitors, an analog comparator block, a block control, voltage regulator, generator, voltmeter and typesetting field with a set of jumpers - connectors.

Недостатком данного прототипа являются низкие дидактические возможности устройства. Так, наличие многоразрядных коммутаторов для автоматического выполнения групповых соединений снижает степень усвоения материала. Отсутствие возможности практического изучения работы готового АЦП затрудняет процесс сборки и исследования АЦП и разнообразных гибридных электронных схем из элементов стенда. При изучении работы схем в динамике в блоке ввода-вывода фиксируются только изменения логических сигналов в контрольных точках. Возможность параллельной записи и последующего синхронного воспроизведения на мониторе компьютера временных диаграмм цифровых и аналоговых сигналов не предусмотрена. это ограничивает дидактические возможности устройства.The disadvantage of this prototype is the low didactic capabilities of the device. Thus, the presence of multi-bit switches for the automatic execution of group connections reduces the degree of assimilation of the material. The lack of the possibility of practical study of the operation of the finished ADC complicates the process of assembly and research of the ADC and various hybrid electronic circuits from the elements of the stand. When studying the operation of circuits in dynamics, only changes in logic signals at control points are recorded in the input-output block. The possibility of parallel recording and subsequent synchronous playback on the computer monitor time diagrams of digital and analog signals is not provided. This limits the didactic capabilities of the device.

Задача, решаемая изобретением - повышение дидактических возможностей устройства.The problem solved by the invention is to increase the didactic capabilities of the device.

Указанная задача выполняется за счет того, что в стенд, содержащий дешифратор двоичного кода в позиционный, комплект перемычек-соединителей и наборное поле, к гнездам которого подключены блок триггеров, блок логических элементов, набор диодов, первый блок индикации, блок управления, счетчик, регистр, генератор, блок переключателей, аналоговый сумматор, блок компараторов, регулятор напряжения, набор резисторов, набор конденсаторов и блок ввода-вывода, вход запроса данных, выход данных и выход подтверждения готовности данных которого являются соответствующими выходами стенда, а первый вход данных подключен к входу первого блока индикации; блок ввода-вывода содержит первый модуль оперативной памяти, счетчик адреса, триггер, генератор одиночных импульсов, генератор импульсов записи, делитель частоты, переключатель, кнопку «ВВОД», элемент «И», индикатор и мультиплексор, первый вход которого является входом запроса данных блока ввода-вывода и соединен с первым входом элемента «И», выход которого является выходом готовности данных блока ввода-вывода, выход мультиплексора подключен к инкрементному входу счетчика адреса, выход которого подключен к адресному входу первого модуля оперативной памяти, вход данных которого является первым входом данных блока ввода-вывода, а вход разрешения записи подключен к входу индикатора, к второму входу элемента «И» и инверсному выходу триггера, прямой выход которого подключен к управляющему входу мультиплексора и входу запуска генератора одиночных импульсов, выход которого подключен к входу сброса счетчика адреса, выход переполнения которого подключен к входу сброса триггера, установочный вход которого подключен к выходу кнопки «ВВОД», вход которой подключен к уровню логической единицы, второй вход мультиплексора подключен к выходу переключателя, входы которого подключены к соответствующим выходам делителя частоты, вход которого подключен к выходу генератора импульсов записи; аналоговый сумматор содержит N+1 резистор и операционный усилитель, выход которого соединен с выходом первого резистора и является выходом аналогового сумматора, входы которого с 1 до N являются входами резисторов со 2-го до N+1-го, выходы которых объединены и подключены ко входу первого резистора и к первому входу операционного усилителя, второй вход которого подключен к уровню логического ноля, а номиналы резисторов с 1-го по N+1 относятся, как 1:2¹:2²:…2^N; блок переключателей содержит N переключателей, нормально-замкнутые входы которых являются первым входом блока, вторым входом которого являются нормально-разомкнутые входы переключателей, управляющие входы которых образуют многоканальный управляющий вход блока, а выходы - многоканальный выход блока; блок управления содержит набор переключателей и кнопок, входы которых объединены и подключены к уровню логического ноля, а нормально-замкнутые и нормально-разомкнутые выходы каждого переключателя и каждой кнопки подключены соответственно к инверсным входам R и S соответствующих триггеров, прямые и инверсные выходы которых подключены к соответствующим гнездам наборного поля; генератор содержит генератор прямоугольных импульсов, переключатель и делитель частоты, вход которого подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, а каждый выход - к соответствующему входу переключателя, выход которого и является выходом генератора, дополнительно введены второй блок индикации, содержащий линейный многоразрядный светодиодный индикатор, и аналого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к соответствующим гнездам наборного поля, а выход соединен с входом второго блока индикации и вторым входом данных блока ввода-вывода; блок ввода-вывода дополнительно содержит второй модуль оперативной памяти, вход данных которого подключен к второму входу данных блока ввода-вывода, выход данных которого образуют объединенные в многоразрядную шину данных выходы первого и второго модулей оперативной памяти; первый блок индикации дополнительно содержит знакосинтезирующий индикатор, входы которого подключены к соответствующему разряду входа блока индикации.This task is performed due to the fact that in the stand containing the binary code decoder in the positional one, a set of jumpers-connectors and a typesetting field, to the sockets of which are connected a trigger block, a block of logic elements, a set of diodes, the first display unit, a control unit, a counter, a register , generator, switch block, analog adder, comparator block, voltage regulator, set of resistors, set of capacitors and I / O block, data request input, data output and data readiness confirmation output of which I are taken by the corresponding outputs of the stand, and the first data input is connected to the input of the first display unit; the input-output block contains a first RAM module, an address counter, a trigger, a single pulse generator, a write pulse generator, a frequency divider, a switch, an “ENTER” button, an “AND” element, an indicator and a multiplexer, the first input of which is the block data request input input-output and connected to the first input of the element "And", the output of which is the data ready output of the input-output unit, the output of the multiplexer is connected to the incremental input of the address counter, the output of which is connected to the address input of the first mode I have RAM, the data input of which is the first data input of the input-output unit, and the recording permission input is connected to the indicator input, to the second input of the “I” element and to the inverse output of the trigger, the direct output of which is connected to the control input of the multiplexer and the start input of the single generator pulses, the output of which is connected to the reset input of the address counter, the overflow output of which is connected to the trigger reset input, the installation input of which is connected to the output of the “ENTER” button, the input of which is connected to the log level unit, the second input of the multiplexer is connected to the output of the switch, the inputs of which are connected to the corresponding outputs of the frequency divider, the input of which is connected to the output of the recording pulse generator; the analog adder contains an N + 1 resistor and an operational amplifier, the output of which is connected to the output of the first resistor and is the output of an analog adder, the inputs of which 1 to N are inputs of resistors from 2 to N + 1, the outputs of which are combined and connected to the input of the first resistor and the first input of the operational amplifier, the second input of which is connected to the logic zero level, and the resistors 1 through N + 1 are referred to as 1: 2 ¹ : 2 ² : ... 2 ^N ; the switch block contains N switches, the normally closed inputs of which are the first input of the block, the second input of which is the normally open inputs of the switches, the control inputs of which form the multi-channel control input of the block, and the outputs are the multi-channel output of the block; the control unit contains a set of switches and buttons, the inputs of which are combined and connected to the logic zero level, and the normally-closed and normally-open outputs of each switch and each button are connected respectively to the inverse inputs R and S of the corresponding triggers, the direct and inverse outputs of which are connected to corresponding nesting field nests; the generator contains a rectangular pulse generator, a switch and a frequency divider, the input of which is connected to the output of the rectangular pulse generator, and each output is connected to the corresponding input of the switch, the output of which is the output of the generator, an additional second display unit containing a linear multi-bit LED indicator, and analog -digital converter, the input of which is connected to the corresponding jacks of the dial field, and the output is connected to the input of the second display unit and the second data input x input / output unit; the input-output unit further comprises a second RAM module, the data input of which is connected to the second data input of the input-output unit, the data output of which forms the outputs of the first and second RAM modules combined into a multi-bit data bus; the first display unit further comprises a sign-synthesizing indicator, the inputs of which are connected to the corresponding discharge of the input of the display unit.

Предложенное техническое решение имеет следующие отличительные от прототипа признаки:The proposed technical solution has the following distinctive features from the prototype:

- наличие второго блока индикации с многоразрядным светодиодным индикатором;- the presence of a second display unit with a multi-bit LED indicator;

- наличие АЦП, вход которого подключен к гнездам наборного поля, а выход соединен с входом второго блока индикации и вторым входом данных блока ввода-вывода;- the presence of the ADC, the input of which is connected to the sockets of the typesetting field, and the output is connected to the input of the second display unit and the second data input of the input-output unit;

- наличие второго модуля оперативной памяти в блоке ввода-вывода, второй вход данных которого подключен к входу данных модуля оперативной памяти;- the presence of a second RAM module in the input-output unit, the second data input of which is connected to the data input of the RAM module;

- наличие знакосинтезирующего индикатора в первом блоке индикации.- the presence of a sign-synthesizing indicator in the first display unit.

Второй блок индикации, отображает изменение выходного кода АЦП при изменении величины аналогового сигнала на его входе. Это не только позволяет использовать его для оценки величины входного напряжения, но и демонстрирует принцип работы АЦП, что повышает дидактические возможности устройства.The second display unit displays the change in the output of the ADC when the value of the analog signal at its input changes. This not only allows you to use it to assess the magnitude of the input voltage, but also demonstrates the principle of the ADC, which increases the didactic capabilities of the device.

Второй модуль оперативной памяти в блоке ввода-вывода служит для записи кодов напряжения исследуемого аналогового сигнала с выхода АЦП одновременно с текущими значениями логических сигналов в контрольных точках схемы, которые фиксируются в первом модуле оперативной памяти. Записанные коды считываются в компьютер, который под управлением соответствующего программного обеспечения одновременно выполняет функции логического анализатора и электронного осциллографа. Возможность параллельного воспроизведения временных диаграмм цифровых и аналоговых сигналов обеспечивает максимальную наглядность при исследовании схем гибридных электронных устройств, что также повышает дидактические возможности стенда.The second RAM module in the input-output block is used to record voltage codes of the investigated analog signal from the ADC output simultaneously with the current values of the logic signals at the control points of the circuit, which are recorded in the first RAM module. The recorded codes are read into a computer, which, under the control of the corresponding software, simultaneously functions as a logic analyzer and an electronic oscilloscope. The ability to simultaneously reproduce time diagrams of digital and analog signals provides maximum visibility when exploring the schemes of hybrid electronic devices, which also increases the didactic capabilities of the stand.

Знакосинтезирующий индикатор первого блока индикации используется для отображения буквенно-цифровой информации. Это повышает дидактические возможности стенда при изучении принципов работы гибридных электронных устройств с цифровым представлением выходной информации (например, цифровых измерительных приборов).The sign-synthesizing indicator of the first display unit is used to display alphanumeric information. This increases the didactic capabilities of the stand when studying the principles of operation of hybrid electronic devices with digital presentation of output information (for example, digital measuring devices).

Приведенная совокупность признаков, характеризующих заявленный объект, обуславливает достижение технического результата, обеспечивающего решение задачи изобретения.The above set of features characterizing the claimed object determines the achievement of a technical result that provides a solution to the problem of the invention.

Анализ уровня техники показывает, что авторам не известен стенд, которому присуща вся совокупность признаков, идентичная всей совокупности существенных признаков данного изобретения. Это говорит о новизне предложенного технического решения.The analysis of the prior art shows that the authors do not know the stand, which is inherent in the entire set of features identical to the entire set of essential features of this invention. This indicates the novelty of the proposed technical solution.

Предложенное техническое решение применимо, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, так как может быть изготовлено в условиях единичного и серийного производства с применением выпускаемых серийно комплектующих, поэтому соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».The proposed technical solution is applicable, workable, feasible and reproducible, as it can be manufactured in a single and mass production using commercially available components, therefore, meets the patentability condition “industrial applicability”.

На фиг.1 изображена структурная схема учебного стенда; на фиг.2 - схема блока ввода-вывода; на фиг.3 - внешний вид макетного образца стенда (его наборное поле выполнено в виде мнемосхемы с изображенными на ней функциональными обозначениями элементов, выводы обозначений подведены к гнездам, к которым подключены реальные элементы, расположенные внутри корпуса стенда); на фиг.4 - вариант схемы параллельного двухразрядного АЦП; на фиг.5 - пример сборки схемы параллельного двухразрядного АЦП на наборном поле стенда; на фиг.6 - вариант схемы неполного дешифратора весового кода в семисегментный; на фиг.7 - пример сборки схемы неполного дешифратора весового кода в семисегментный из элементов наборного поля 2И-НЕ и 2ИЛИ-НЕ; на фиг.8 - вариант схемы цифро-аналогового преобразователя; на фиг.9 - пример сборки схемы цифро-аналогового преобразователя из элементов наборного поля стенда.Figure 1 shows a structural diagram of a training stand; figure 2 - block diagram of the input-output; figure 3 is the appearance of a mock sample of the stand (its type-setting field is made in the form of a mnemonic diagram with the functional designations of the elements shown on it, the conclusions of the designations are connected to the sockets to which the real elements located inside the housing of the stand are connected); figure 4 is a variant of a parallel two-bit ADC; figure 5 is an example of assembling a circuit of a parallel two-bit ADC on the typesetting field of the stand; figure 6 is a variant of the circuit of a partial decoder weight code in seven-segment; Fig. 7 is an example of assembling a circuit of an incomplete weight code decoder into a seven-segment one of elements of the typesetting field 2I-NOT and 2OR-NOT; in Fig.8 is an embodiment of a digital-to-analog converter circuit; figure 9 is an example of assembling a circuit of a digital-to-analog converter from elements of a typesetting stand field.

Стенд для изучения гибридных электронных устройств (фиг.1) содержит: блок логических элементов 1, блок триггеров 2, счетчик 3, дешифратор двоичного кода в позиционный 4, регистр 5, аналого-цифровой преобразователь 6, первый блок индикации 7, второй блок индикации 8, блок ввода-вывода 9, блок компараторов 10, блок переключателей 11, аналоговый сумматор 12, набор диодов 13, набор резисторов 14, набор конденсаторов 15, блок управления 16, регулятор напряжения 17, генератор 18, наборное поле 19 с комплектом перемычек-соединителей. Блок ввода-вывода 9 (фиг.2) содержит: два модуля оперативной памяти 9.1а и 9.1б, счетчик адреса 9.2, триггер 9.3, генератор одиночных импульсов 9.4, генератор импульсов записи 9.5, делитель частоты 9.6, переключатель 9.7, кнопку «Ввод» 9.8, элемент «И» 9.9, мультиплексор 9.10 и индикатор 9.11.The stand for the study of hybrid electronic devices (figure 1) contains: a block of logical elements 1, a block of triggers 2, a counter 3, a binary code decoder in position 4, register 5, analog-to-digital converter 6, the first display unit 7, the second display unit 8 , I / O block 9, comparator block 10, switch block 11, analog adder 12, set of diodes 13, set of resistors 14, set of capacitors 15, control unit 16, voltage regulator 17, generator 18, type-setting field 19 with a set of jumper connectors . The input-output unit 9 (Fig. 2) contains: two RAM modules 9.1a and 9.1b, an address counter 9.2, a trigger 9.3, a single pulse generator 9.4, a write pulse generator 9.5, a frequency divider 9.5, a switch 9.6, a switch 9.7, an “Enter” button 9.8, the "And" element 9.9, the multiplexer 9.10 and the indicator 9.11.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При изучении работы комбинационных логических схем обучаемый с помощью кнопок и переключателей блока управления 16 задает входные воздействия («0», «1») на схему, собранную из логических элементов блока 1, контрольные точки которой подключаются к первому блоку индикации 8 для визуального контроля их состояния. Таким же образом изучается работа триггерных схем различной структуры, собранных из элементов блока 2. При изучении работы счетчиков и регистров обучаемый собирает на наборном поле 19 различные варианты приведенных в методическом задании схем, входные состояния которых задаются с помощью блока управления 16, а состояния входов и выходов собранной схемы отображаются индикаторами блока индикации 7.When studying the operation of combinational logic circuits, the learner, using the buttons and switches of the control unit 16, sets the input actions ("0", "1") on the circuit assembled from the logic elements of block 1, the control points of which are connected to the first display unit 8 for visual inspection of them condition. In the same way, the operation of trigger circuits of various structures assembled from the elements of block 2 is studied. When studying the operation of counters and registers, the student collects on the typesetting field 19 various variants of the circuits given in the methodical task, the input states of which are set using the control unit 16, and the states of the inputs the outputs of the assembled circuit are displayed by indicators of the display unit 7.

При изучении работы комбинированных устройств, например, цифро-аналогового или аналого-цифрового преобразователей, используются блок компараторов 10, блок переключателей 11, аналоговый сумматор 12. Опорное напряжение задается с помощью регулятора напряжения 17. Тактовые сигналы задаются с помощью генератора 18.When studying the operation of combined devices, for example, digital-to-analog or analog-to-digital converters, the comparator unit 10, the switch unit 11, the analog adder 12 are used. The reference voltage is set using the voltage regulator 17. The clock signals are set using the generator 18.

Набор диодов 13 используется для построения формирователей, объединителей, разветвителей. Наборы резисторов 14 и конденсаторов 15 используются для формирования интегрирующих и дифференцирующих цепочек, линий задержки, резисторных делителей напряжения и др.A set of diodes 13 is used to build shapers, combiners, splitters. Sets of resistors 14 and capacitors 15 are used to form integrating and differentiating circuits, delay lines, resistor voltage dividers, etc.

Для контроля напряжения в «шаговом» режиме соответствующий аналоговый сигнал подключают к входу АЦП и оценивают его уровень с помощью индикаторов блока индикации 7.To control the voltage in the "step" mode, the corresponding analog signal is connected to the ADC input and its level is estimated using the indicators of the indication unit 7.

Чтобы исследовать работу схем в динамике, тактовые сигналы задаются с помощью генератора 18, а текущие состояния логических и аналоговых сигналов в контрольных точках заносятся в память блока ввода-вывода 9 с частотой импульсов записи, заданной положением переключателя 9.7. Они могут быть считаны в компьютер через стандартный интерфейс.In order to investigate the operation of the circuits in dynamics, the clock signals are set using the generator 18, and the current state of the logical and analog signals at the control points are recorded in the memory of the input-output unit 9 with the recording pulse frequency specified by the switch position 9.7. They can be read into a computer through a standard interface.

Блок ввода-вывода 9 работает следующим образом.The input-output unit 9 operates as follows.

В исходном состоянии счетчик адреса 9.2 и триггер 9.3 сброшены. Сигнал с прямого выхода триггера подключает первый вход мультиплексора 9.10, соединенный с входом запроса данных блока, к инкрементному входу счетчика 9.2. А сигнал с инверсного выхода триггера устанавливает модули оперативной памяти 9.1а и 9.1б в режим чтения и разрешает формирование сигнала готовности данных. Индикатор 9.11 светится, сигнализируя о готовности к обмену данными с компьютером.In the initial state, the address counter 9.2 and trigger 9.3 are reset. The signal from the direct output of the trigger connects the first input of the multiplexer 9.10, connected to the input of the data request of the block, to the incremental input of the counter 9.2. And the signal from the inverted output of the trigger sets the RAM modules 9.1a and 9.1b into read mode and allows the formation of a data ready signal. Indicator 9.11 lights up, indicating that it is ready to exchange data with the computer.

При поступлении сигнала запроса данных, хранящихся в оперативной памяти блока ввода-вывода, на выходе элемента «И» 9.9 формируется сигнал готовности данных, по которому данные, хранящиеся в ячейке памяти с адресом 0, могут быть считаны с выхода данных блока. По снятию сигнала запроса данных состояние счетчика адреса увеличивается, и на выход поступают данные, хранящиеся в следующей ячейке памяти. Далее процесс чтения содержимого памяти повторяется.Upon receipt of a signal for requesting data stored in the RAM of the I / O block, an “I” 9.9 signal is generated at the output of the “I” element, according to which data stored in the memory cell with address 0 can be read from the output of the block data. By removing the data request signal, the state of the address counter increases, and the data stored in the next memory cell is output. Next, the process of reading the contents of the memory is repeated.

Для занесения данных в память следует выбрать нужную частоту импульсов записи переключателем 9.7 и нажать кнопку 9.8 («ВВОД»). При этом триггер 9.3 взводится, сигнал с его прямого выхода поступает на вход генератора 9.4, который вырабатывает одиночный импульс сброса счетчика адреса 9.2, и на управляющий вход мультиплексора 9.10, который подключает к инкрементному входу счетчика адреса 9.2 выход переключателя 9.7. При этом сигнал с инверсного выхода триггера 9.3 запрещает формирование сигнала готовности данных и устанавливает модули оперативной памяти 9.1а и 9.1б в режим записи. Индикатор 9.11 гаснет, а данные с первого и второго входов данных блока ввода-вывода записываются с нужной частотой в ячейки модулей памяти 9.1а и 9.1б, пока сигнал переполнения счетчика адреса 9.2 не сбросит триггер 9.3, переводя блок ввода-вывода в исходное состояние.To enter data into the memory, select the desired frequency of the recording pulses with switch 9.7 and press button 9.8 ("ENTER"). In this case, trigger 9.3 is cocked, the signal from its direct output goes to the input of generator 9.4, which generates a single reset pulse of address counter 9.2, and to the control input of multiplexer 9.10, which connects the output of switch 9.7 to the incremental input of address counter 9.2. At the same time, the signal from the inverted output of trigger 9.3 prohibits the formation of a data ready signal and sets the RAM modules 9.1a and 9.1b to the recording mode. Indicator 9.11 goes out, and the data from the first and second data inputs of the input-output block are written with the necessary frequency to the memory modules 9.1a and 9.1b, until the overflow signal of the address counter 9.2 resets trigger 9.3, resetting the input-output block to its original state.

Примеры работы со стендом.Examples of work with the stand.

Пример 1. Обучаемый выполняет задание: собрать и проверить работоспособность параллельного двухразрядного АЦП, схема которого приведена на фиг.4.Example 1. The learner performs the task: to collect and verify the performance of a parallel two-bit ADC, the circuit of which is shown in Fig.4.

Обучаемый собирает схему на наборном поле стенда с помощью перемычек-соединителей (пример сборки - на фиг.5), устанавливает соответствие входного напряжения U_x (подается от регулятора напряжения 18), и выходного кода, который отображается светодиодами первого блока индикации 7. Для проверки правильности работы схемы выход регулятора напряжения 18 подключают к входу АЦП 6 и сравнивают показания индикаторов блоков индикации 7 и 8.The learner collects the circuit on the dial field of the stand using jumpers-connectors (an example of the assembly is shown in Fig. 5), establishes the correspondence of the input voltage U _x (supplied from the voltage regulator 18), and the output code, which is displayed by the LEDs of the first display unit 7. For verification the correct operation of the circuit, the output of the voltage regulator 18 is connected to the input of the ADC 6 and the indications of the indicators of the indication blocks 7 and 8 are compared.

Пример 2. Обучаемый выполняет задание: разработать, собрать и наладить схему одноразрядного цифрового вольтметра для вывода кода из примера 1.Example 2. The student fulfills the task: to develop, assemble and adjust the circuit of a single-digit digital voltmeter to output the code from example 1.

Обучаемый синтезирует схему неполного дешифратора весового кода в семисегментный, используя элементы 2И-НЕ и 2ИЛИ-НЕ блока логических элементов 1, таблицы истинности и законы булевой алгебры, как показано на фиг.6. Пример сборки разработанной схемы - на фиг.7. Выходы схемы подключаются к соответствующим входам знакосинтезирующего индикатора первого блока индикации 7. При отладке входной код задается переключателями блока управления 16. Входы отлаженной схемы соединяются с выходами АЦП из примера 1.The student synthesizes the scheme of an incomplete descrambler of the weight code into a seven-segment one, using elements 2I-NOT and 2OR-NOT of the block of logical elements 1, the truth table and the laws of Boolean algebra, as shown in Fig.6. An example of assembly of the developed circuit is shown in Fig.7. The outputs of the circuit are connected to the corresponding inputs of the sign-synthesizing indicator of the first display unit 7. When debugging, the input code is set by the switches of the control unit 16. The inputs of the debugged circuit are connected to the outputs of the ADC from Example 1.

Пример 3. Обучаемый выполняет задание: собрать и проверить работоспособность цифро-аналогового преобразователя, схема которого приведена на фиг.8.Example 3. The learner performs the task: to assemble and verify the operability of the digital-to-analog converter, the circuit of which is shown in Fig. 8.

Обучаемый собирает схему на наборном поле стенда (пример сборки - на фиг.9) и визуально устанавливает соответствие входного кода, поступающего на ЦАП с выхода счетчика 3, и напряжения на его выходе. Для этого выход сумматора подключается к входу АЦП, а тактовые импульсы на инкрементный вход счетчика подаются либо вручную - кнопкой блока управления 16, либо от генератора 18, работающего на пониженной тактовой частоте.The learner collects the circuit on the typesetting field of the stand (assembly example is shown in Fig. 9) and visually establishes the correspondence of the input code received by the DAC from the output of counter 3 and the voltage at its output. To do this, the output of the adder is connected to the ADC input, and clock pulses are supplied to the incremental input of the counter either manually - by the button of the control unit 16, or from a generator 18 operating at a reduced clock frequency.

Для записи состояний контрольных точек в память блока ввода-вывода, обучаемый выбирает частоту записи данных переключателем 9.7 и нажимает кнопку 9.8 «ВВОД».To record the states of control points in the memory of the input-output unit, the student selects the frequency of data recording with switch 9.7 and presses the ENTER button 9.8.

Для автоматического построения временных диаграмм обучаемый с помощью компьютера и соответствующего программного обеспечения посылает запрос RQ на выдачу данных, записанных в модулях памяти блока ввода-вывода. Данные считываются в компьютер и отображаются на экране монитора в виде временных диаграмм, удобных для выполнения компьютерных измерений.To automatically build time diagrams, the student using a computer and the corresponding software sends an RQ request for the issuance of data recorded in the memory modules of the I / O block. Data is read into a computer and displayed on a monitor screen in the form of time charts convenient for performing computer measurements.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU №2279718 С1, МПК G09B 23/18, «Стенд для изучения электронных средств автоматизации», опубл. 10.07.2006 г., бюл. №19, (прототип).1. Patent RU No. 2279718 C1, IPC G09B 23/18, "Stand for the study of electronic automation", publ. 07/10/2006, bull. No. 19, (prototype).

Claims

A stand for studying hybrid electronic devices, containing a binary code decoder in the positional one, a set of jumpers-connectors and a typesetting field, to the sockets of which are connected a trigger block, a block of logic elements, a set of diodes, the first display unit, a control unit, a counter, a register, a generator, a block switches, an analog adder, a comparator unit, a voltage regulator, a set of resistors, a set of capacitors and an input-output unit, a data request input, a data output and a data readiness confirmation output of which are I have the corresponding outputs of the stand, and the first data input is connected to the input of the first display unit; the input-output block contains a first RAM module, an address counter, a trigger, a single pulse generator, a write pulse generator, a frequency divider, a switch, an “ENTER” button, an “AND” element, an indicator and a multiplexer, the first input of which is the block data request input input-output and connected to the first input of the element "And", the output of which is the data ready output of the input-output unit, the output of the multiplexer is connected to the incremental input of the address counter, the output of which is connected to the address input of the first mode I have RAM, the data input of which is the first data input of the input-output unit, and the recording permission input is connected to the indicator input, to the second input of the “I” element and to the inverse output of the trigger, the direct output of which is connected to the control input of the multiplexer and the start input of the single generator pulses, the output of which is connected to the reset input of the address counter, the overflow output of which is connected to the trigger reset input, the installation input of which is connected to the output of the “ENTER” button, the input of which is connected to the log level unit, the second input of the multiplexer is connected to the output of the switch, the inputs of which are connected to the corresponding outputs of the frequency divider, the input of which is connected to the output of the recording pulse generator; the analog adder contains an N + 1 resistor and an operational amplifier, the output of which is connected to the output of the first resistor and is the output of an analog adder, the inputs of which 1 to N are inputs of resistors from 2 to N + 1, the outputs of which are combined and connected to the input of the first resistor and the first input of the operational amplifier, the second input of which is connected to the logic zero level, and the resistors 1 through N + 1 are referred to as 1: 2 ¹ : 2 ² : ... 2 ^N ; the switch block contains N switches, the normally closed inputs of which are the first input of the block, the second input of which is the normally open inputs of the switches, the control inputs of which form the multi-channel control input of the block, and the outputs are the multi-channel output of the block; the control unit contains a set of switches and buttons, the inputs of which are combined and connected to the logic zero level, and the normally-closed and normally-open outputs of each switch and each button are connected respectively to the inverse inputs R and S of the corresponding triggers, the direct and inverse outputs of which are connected to corresponding nesting field nests; the generator contains a rectangular pulse generator, a switch and a frequency divider, the input of which is connected to the output of the rectangular pulse generator, and each output is connected to the corresponding input of the switch, the output of which is the output of the generator, characterized in that the second display unit containing a linear multi-bit LED indicator, and an analog-to-digital converter, the input of which is connected to the corresponding jacks of the dialed field, and the output is connected to the input of the second a display unit and a second data input of an input-output unit; the input-output unit further comprises a second RAM module, the data input of which is connected to the second data input of the input-output unit, the data output of which forms the outputs of the first and second RAM modules combined into a multi-bit data bus; the first display unit further comprises a sign-synthesizing indicator, the inputs of which are connected to the corresponding discharge of the input of the display unit.