Синтез логического устройства по таблице истинности

Щелчком мыши по входным клеммам А, В,...,Н, начи­ная с клеммы А, активизируем требуемое число входов анализатора (на рис. 2.8 три входа - А, В, С). В результате получим на экране начальную таблицу истинности (значение логической функции (выход OUT) на каж­дом наборе входных сигналов 0).

Отредактируем полученную таблицу, например, для мажоритарного устройства на 3 входа. Для этого ставим курсор мыши в столбце OUT на строке входных сигналов 011 (третий набор), производим щелчок (нажатие левой клавиши мыши). Аналогично делаем присваиваем значение 1 наборам комбина­ций 5, 6, 7. В результате редактирования получим требуемую таблицу ис­тинности (рис. 2.8).

Примечание. Если значение логической функции (ЛФ) не задано на неко­торых наборах, то вводится для этих наборов в столбце OUT символ X, для за­данных значений соответственно 1 или 0.

Щелкнув мышью по кнопке , получим выражение ЛФ в общем базисе (нижняя строка общего вида анализатора, рис. 2.8). В нашем примере для мажоритарного узла.

Щелкнув мышью по кнопке , получим минимизированное ДНФ ЛФ (нижняя строка общего вида преобразователя).

Для создания схемы ЦУ на логических элементах в общем базисе щелкнуть мышью по кнопке . Появится схема мажоритарного узла (рис. 2.9). Следует отметить, что ЛЭ «И», «ИЛИ» - толькона два входа.

Рис 2.9

Два создания схемы ЦУ налогических элементах«И-НЕ» щелкнуть мышью покнопке ,появится схемамажоритарного узла в базисе «2И-НЕ» (рис. 2.10).

Рис. 2.10

Синтез цифрового устройства по заданному выражению логической функции (структурной формуле)

Запишем в экран-строку (рис. 2.8, в нижней части) логическую функцию в СДНФ, предварительно активизируя там мышью курсор. Для записи ЛФ используем только символы на входных клеммах анализатора (шрифт En) A,B,…, H, начиная с А. При инверсии использовать :A’…H’(клавиша «Э», шрифт En). Например, выражение ЛФ «ИЛИ» на два входа имеет вид A’B+AB’+AB.

Щелкнуть мышью по кнопке , в окне логического пре­образователя появится таблица истинности. Далее можно минимизировать ЛФ, щелкнув мышью по кнопке , и создать схему, как было показано ранее при синтезе ЦУ по таблице истинности.

Примечание. ЛФ вида на экране-строке анализатора записывается так: (А+В)’.

Анализ работы схемы цифрового устройства (получение таблицы истинности для заданной схемы ЦУ)

Логический преобразователь позволяет определить таблицу истинно­сти заданной (разработанной) схемы ЦУ (не более восьми входов и один выход). Для этого входы ЦУ соединить со входами логического преобра­зователя А, В,…, Н, а выход Out- с выходом анализируемой схемы и щелкнуть мышью по кнопке (кнопка включения/выключения работы схемы ЦУ неиспользуется!). В окне логического преобразователя появится таблица истинности исследуемой схемы ЦУ.

Генератор слова

Внешний вид генератора слова (кодовых комбинаций) в развернутом виде представлен на рис. 2.11. Генератор предназначен для генерации 1048 (3FFh) 16-разрядных двоичныхслов, которые набираются пользователем 16-ричным, двоичным кодами или кодомASCII.

Рис. 2.11

Для набора 16-ричных комбинацийщелкнуть мышью на соответст­вующем разряде в окне-экране (слева) и затем ввести с клавиатуры цифры 0...9 или буквы А, В, C_, D, Е, F.

Для набора или отображения слов двоичным ко­домнужно щелкнуть мышью напротив строки «Двоичное» на панели «Отображение». Содержимое ячеек можно записать, читать или стереть.

Для этого щелкнуть мышью по кнопке «Установки..» панели «Управление» и в раскрывшемся меню выбрать опцию:

Очистить буфер - стереть содержимое ячеек (содержимое буфера эк­рана);

Загрузить - загрузить кодовые операции (из файла с расширением .dp);

Сохранить - записать все набранные на экране комбинации в файл (предла­гается выбор директории записи файла с расширением .dp);

Вверх - заполнить буфер экрана кодовыми комбинациями, начи­ная с 0 в нулевой ячейке и далее с прибавлением 1 в каждой последующей ячейке;

Вниз - заполнить буфер экрана кодовыми комбинациями, начиная с FFFF в нулевой ячейке и далее с уменьшением на 1 в каждой по­следующей ячейке;

Вправо - заполнить каждые четыре ячейки комбинациями 1-2-4-8 со смещением их в следующие четыре ячейки вправо (на рис. 2.11 нижние ячейки);

Влево — то же, но со смещением влево.

Запуск генератора осуществляется, если хотя бы один из выходов ге­нератора подключенк входу схемы цифрового устройства (логического элемента). Сформированные кодовые комбинации выдаются:

- в пошаговом режиме - при нажатии кнопки «Пошагово» на панели «Управление»;

- в циклическом режиме - при нажатии кнопки «Циклически»;

- с выбранного курсором слова до конца - при нажатии кнопки «Однократно».

Частота следования кодовых комбинаций задается нажатием кнопок

на панели «Частота».

Осциллограф

Лицевая панель осциллографа представлена на рис. 2.12. Осциллограф имеет два канала А и В с раздельной регулировкой чувствительности в диапазоне от 10 мкВ/дел (mV/Div) до 5 кВ/дел (kV/Div) и ре­гулировкой смещения по вертикали (смещение Y).

Рис. 2.12

Выбор режима по входу осуществляется нажатием кнопок .Режим АС предназначен для наблюдения только сигналов переменного то­ка (его еще называют режимом «закрытого входа», поскольку в этом ре­жиме на входе усилителя включается разделительный конденсатор, не пропускающий постоянную составляющую). В режиме 0 входной зажим замыкается на землю. В режиме DC (включается по умолчанию) можно проводить осциллографические измерения как постоянного, так и пере­менного тока. Этот режим называют режимом «открытого входа», по­скольку входной сигнал поступает на вход вертикального усилителя непо­средственно. С правой стороны от кнопки «DC» расположен входной зажим.

Режим развертки выбирается кнопками . В режиме Y/Т(обычный режим, включен по умолчанию) реализуются следующие режи­мы развертки: по вертикали - напряжение сигнала, по горизонтали - вре­мя; в режиме В/А: по вертикали - сигнал канала В, по горизонтали - сиг­нал канала А; в режиме А/В: по вертикали - сигнал канала А, по горизон­тали - сигнал канала В.

В режиме развертки Y/T длительность развертки (Шкала) может быть задана в диапазоне от 0,1 нс/дел (ns/div) до 1 с/дел (s/div) с возможно­стью установки смещения в тех же единицах по горизонтали, то естьпо оси X (Задержка X).

В режиме Y/Тпредусмотрен ждущий режим (Синхронизация) с запуском (Запуск) развертки по переднему или заднему фронту запускающего сигна­ла (выбирается нажатием соответствующих кнопок)при регулируемом уровне (Уровень) запуска. Ждущий режим предусмотрен также в режиме «Авто» от канала А, от канала В или от внешнего источника (Внеш), под­ключаемого к зажиму в блоке управления ExtTrig. Названные режимы запуска развертки выбираются кнопками: .

Заземление осцилло­графа осуществляется при помощи клеммы «GROUND» в правом верхнем углу прибора.

Цвет фона рабочего окна можно инвертировать нажатием кнопки «Экран» и записать данные в файл нажатием кнопки «Сохранить» (директорию файла выбирает пользователь).

Применение других приборов (измеритель АЧХ и ФЧХи др.) рас­смотрено в [3]

2.3. Технология подготовки схем

При разработке схемы большинство действий выполняется левой кла­вишей мыши. Правая клавиша применяется для вызова контекстного меню свойств компонентов или измерительных приборов.

Создание чертежа принципиальной схемы целесообразно начать с разработки на листе бумаги (в протоколе лабораторной работы) примерно­го расположения компонентов.

Для создания схемы средствами программы Multisim необходимо произ­вести следующие действия:

- найти и выбрать необходимые компоненты;

- расположить компоненты в рабочем пространстве главного диалого­вого окна;

- соединить компоненты проводами;

- установить значение параметров элементов.

Поиск и выбор компонентовпроизводится при помощи мыши и па­нели компонентов (рис. 2.4).

Расположение компонентов в главном диалоговом окнеосуществ­ляется мышью. Выбранный компонент «уста­навливается» в нужное место диалогового окна одним щелчком мыши. Для вращения, удаления компонента используются соответствующие пункты контекстного меню (при нажатой правой клавише мыши). При этом необ­ходимо активизировать данный компонент, щелкнув левой клавишей мы­ши по компоненту (появится пунктирная обводка вокруг компонента). Перемещение компонента на новое место производится новым «захватыванием» и пере­движением мыши при нажатой левой клавише. Все элементы в диалоговом окне разрабатываемой схемы должны быть размещены без пересечений и наложений.

Соединение компонентовосуществляется только проводами. Для создания проводника выделяют курсором узел первого компонента (поя­вится черный круг), начинают движение мышью в выбранном направлении и появившийся провод помещают на узелвторого компонента. Подключать проводник можно только с четырех сторон узла: сверху, сни­зу, слеша и справа. Соединительные проводники можно переместить на но­вое место, захватывая проводник левой клавишей мыши в месте его соединения с узлом компонента (курсор мыши станет крестиком). Выделив провод правой кла­вишей мыши (появятся квадратные отметки на концах проводника и в местах его изгиба), и выбрав затем в контекстном меню соответствующий пункт, можно установить новый цвет соединительного проводника. Таким же цветом будет нарисована временная диаграмма на экране изме­рительного прибора, подключенного к схеме «окрашенным» проводником. Компоненты, не используемые и не подключенные к другим элемен­там, должны быть удалены.

Установка значений параметров компонентаосуществляется на­ведением на него курсора, затем нажатием правой кнопки мыши выбира­ется соответствующий пункт контекста меню.

Увеличение и уменьшение изображения схемы осуществляется после выбора «Увеличить» или «Уменьшить» из меню «Вид» или после использо­вания соответствующих значков (пиктограмм) на панели инструментов (рис 2.13).

Для установки дополнительных параметров отображения схемы ис­пользуется меню «Установки», опция «Схемные установки». При помощи этой опции можно установить точечную сетку на представлении схемы, изменить шрифты, используемые в программе, показать на схеме метки, изменить размер рабочего пространства, выбрать удобное отображение компонентов схемы и т.д.

Рис. 2.13

В программе Multisim участки большой схемы можно преобразовать в подсхему. Подсхема обозначается как небольшой прямоугольник с выво­дами. Для создания подсхемы необходимо:

-выделить участок схемы (нажать левую клавишу мыши и двигать мышью в необходимом направлении), причем линии выделения должны пересекать те проводники, которые в дальнейшем будут выводами под­схемы;

-нажать правой кнопкой мыши и выбрать опцию «Заменить подсхемой…» , далее нужно ввести название новой подсхемы в появившемся окне, и нажав кнопку «Ок» расположить новую подсхему на рабочем пространстве главного диалого­вого окна.

Использование подсхем позволяет получить компактную схему слож­ного устройства. На рис. 2.14,а приведена схема включения библиотечного цифроаналогового преобразователя (ЦАП) и показано ее преобразование в подсхему (2.14,б). Компонента ЦАП VDAC находится в разделе Аналого-цифровые компоненты (рис. 2.4). Схема обеспечивает преобразование 8-разрядного циф­рового кода на входе ЦАП в аналоговое напряжение +5,12 ... -5,12 V на выходе.

Рис. 2.14,а

Рис.2.14,б