Мінімізація перемикаючих функцій. Синтез перемикаючих функцій.
Тема роботи:
Мінімізація перемикаючих функцій. Синтез комбінаційних схем.
Мета роботи:
Придбати навички мінімізації ФП, побудови і перевірки роботи функціональної схеми.
План роботи:
1. Ознайомлення з теоретичними відомостями.
2. Мінімізація перемикаючих функцій.
3. Синтез комбінаційних схем на елементах АБО-НІ (І-НІ).
4. Побудова тестів для перевірки роботи функціональної схеми.
5. Перевірка роботи побудованої функціональної схеми у середовищі імітаційного моделювання NI Multisim.
Хід роботи:
1. Обираємо діаграму Вейча у табличному вигляді (наприклад)
2. Будуємо необхідну комбінаційну схему. Варіант діаграми Вейча у табличному вигляді потрібно мінімізувати аналітичним або графічним способом і побудувати структурні схеми на елементах І, АБО, НІ, або на елементах АБО-НІ, або І-НІ.
- Обираємо данні для виконання самостійної роботи:
- Графічна мінімізація заданної функції в діаграмі Вейча:
- Використовуючи правило де Моргана перетворюємо функцію:
- Будуємо комбінаційну схему функції на елементах «И-НЕ»:
- Будуємо тести для перевірки роботи побудованої функціональної схеми функції f:
- При визначених тестах 1 – 5 функція f приймає значення одиниці. При інших значеннях наборах вхідних сигналів функція приймає значення нуль.
- Запускаємо програму "NI Multisim 9 для аналізу роботи схеми функції f на елементах «І-НІ» у середовищі імітаційного моделювання.
- За допомогою меню "Place Misc Digital" викликаємо на робоче поле необхідні логічні елементи.
- З’єднуємо елементи згідно розробленій схемі
- Вводимо розроблені тести у Генератор Слів.
- Проводимо дослідження схеми віртуальними приладами Multisim 9 – Word Generator (Генератор Слів), Logic Analyzer (Логічний Аналізатор) Logic Converter (Логічний Перетворювач), Indicators (Індікатори Сигналів).
- Результати дослідження копіюємо у звіт за допомогою інструменту "Tools-Capture Screen Area" (Інструменти-Захоплення зображення екрану).
Функціональна схема та таблиця для формування сигналів
Вигляд з Генератором Слів та Логічним Аналізатором
Вигляд Генератора Слів
Вигляд Логічного Аналізатора
Запитання та відповіді:
Як вибрати логічний компонент для побудови схеми?
Відповідь: Скористатися пунктом меню "Place Misc Digital" або "Place/Component".
Як побудувати таблицю істинності логічного компоненту або схеми?
Відповідь: Скористатися віртуальним приладом Логічний Конвертор
Як побудувати логічну комбінаційну схему?
Відповідь: Скористатися бібліотекою компонентів "Place Misc Digital" а також інструментами "Wire" (Проводка), "Junction" (Вузол електричного кола)
Як побудувати послідовність слів на вході логічного пристрою?"
Відповідь: Скористатися віртуальним приладом Генератор Слів (WG). Налагодити WG (Display: "Binary"; Controls: "Step") ввести необхідні слова з врахуванням легенди розташування виводів WG. Встановити позиції курсору для формування циклу (Set Initial Position; Set Final Position; Set Cursor.)
Як налагодити Логічний Аналізатор для відображення вхідних сигналів з врахуванням назви вхідного сигналу та використати кольорову "легенду"?
Відповідь: Скористатися віртуальним приладом Логічний Аналізатор (LA). Налагодити LA (синхронізувати частоту LA та WG, обмежити кількість тактів для аналізу. Правим кліком по відповідному входу LA вибрати з меню, що випадає, варіант кольорової "легенди" входу, (Wire Color, або Segment Color), потім таким же чином вибрати назву входу (Properties/Net name).