Организация цикла лабораторных работ

Состав и задачи цикла работ

Программа дисциплины "Вычислительная техника" пре­дусматривает проведение для студентов очной формы обучения шести лабораторных работ (34 часа).

В начале цикла проводится обучение студентов правилам безо­пасности, действующим в лаборатории, и правилам пользования ла­бораторным оборудованием (стендом, осциллографом и другими при­борами). После получения инструктажа каждый студент дает обяза­тельство строго соблюдать данные правила, расписываясь в соот­ветствующем журнале. В случае нарушения правил студенты могут быть отстранены от работы и подвергнуты повторной сдаче зачета по технике безопасности.

Содержание цикла лабораторных работ – изучение свойств ос­новных функциональных узлов ВТ, выполненных на цифровых микро­схемах. В результате студент должен научиться читать принципи­альные схемы узлов ВТ, а также синтезировать эти узлы, приобрес­ти начальные навыки их экспериментального исследования.

Проведение каждой лабораторной работы включает этапы подго­товки, выполнения работы, оформления и защиты отчета. Каждая ла­бораторная работа требует ориентировочно 2 часа на подготовку квыполнению и 2 часа на оформление отчета и подготовку к его за­щите. Это время предусмотрено в учебном плане как самостоятель­ная работа.

Подготовка к выполнению лабораторной работы

При подготовке к работе следует:

- изучить теоретические сведения, приведенные в методических указаниях и рекомендованной литературе;

- составить заготовку отчета с названием работы, планом экс­перимента (в развернутой форме), заголовками подлежащих заполне­нию таблиц, диаграмм и т.п.

Основной стадией подготовки к работе является составление плана эксперимента (ПЭ) – в данном цикле для изучения лаборатор­ного стенда либо исследования различных функциональных узлов и микросхем. Бригада, не подготовившая ПЭ, к выполнению работы не допускается. План должен включать:

- цель работы (приведена в методических указаниях к каждой работе).

- функциональный анализ исследуемого устройства (уз­ла, микросхемы),

- перечень дополнительных элементов, необходимых для исследо­вания (рекомендованы в МУ),

- принципиальную схему (схемы) эксперимента,

- перечень подлежащих выполнению процедур, названия и местонахождение анализируемых сигналов, методику измерений или иссле­дований.

Функциональный анализ начинают с уяснения назначения уст­ройства. Затем следует составить список его функций, изучив соответствующую литературу, ссылки на которую приведены в МУ к каждой работе. Если устройство имеет несколько функций, следует определить их взаимное влияние, в частности приоритеты. Для мик­росхемы следует соотнести каждый вход, выход, двунаправленный вывод и соответствующую функцию, объединив выводы в группы по признаку функциональной связанности (например, однородные выво­ды). Удобно при этом пользоваться структурными и функциональными схемами устройств, а при изучении микросхем – их условными гра­фическими обозначениями. Уяснив назначение входов, следует опре­делить, какое состояние должны иметь те из них, которые не исследуются на данной стадии эксперимента.

Далее следует выбрать дополнительные элементы, необходимые для исследования микросхемы (делитель частоты и т.п.), и составить принципиальную схему (схемы) эксперимента – схему соединения этих элементов, исследуемой схемы и полей стенда. Следует предусмотреть также подачу напряжений питания на все схемы, по­тенциалов "лог. 0" и "лог. 1" – на неиспытываемые входы (в част­ности, на прямые динамические входы рекомендуется подавать "лог. 1", а на инверсные – "лог. 0"), сигналов начальной уста­новки и т.п. Внутри УГО каждой микросхемы следует отметить ее расположение на стенде (контактные колодки + 1, + 2, + 3). Каждомупроводнику (линия связи между элементами) следует присвоить уникальное для схемы имя. Для входных и выходных цепей рекомендуется использовать имена, полученные из таблицы истинности, для промежуточных цепей – связанные с именем/номером выхода, подключенного к данной цепи (например, для выхода +2:8 удобно имя «28»), либо с функцией сигнала (например, «X2А2#» для сигнала X2 после логического умножения на А2 и инвертирования). Все элементы схемы следует пронумеровать по правилу, приведенному в /1/, в соответствии с правилом «слева – столбцами сверху вниз – направо». При разнесенном изображении нескольких одинаковых элементов (например, логических элементов), содержащихся в одном корпусе, им присваивают одно и то же обозначение, например DD12, дополняя его для каждого элемента порядковым номером через точку (DD12.1, DD12.2, DD12.3…) в соответствии с тем же правилом в пределах устройства.

Следующим этапом планирования является составление (на ос­нове результатов функционального анализа устройства) перечня подлежащих выполнению процедур. В перечне следует определить вид подаваемых на входы сигналов и порядок их подачи, а также наиме­нование входных, выходных и промежуточных сигналов, подлежащих выводу на индикацию. Рекомендуется разбить эксперимент на ста­дии, каждая из которых должна соответствовать исследованию одной функции, и дать им названия (например, по анализируемой функцио­нальной группе входов). В состав эксперимента должно входить исследование функционирования устройства как при подаче стан­дартных комбинаций входных воздействий, так и при конфликтных ситуациях (для проверки приоритетов, защит и т.п.) Полученный перечень должен иметь наглядный вид и сопровождаться необходимым комментарием.