99675

Синтез и исследование схем комбинационной логики (дешифраторы)

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Синтез схем комбинационной логики на основе базовых логических элементов. Основные понятия о комбинационной логике,дешифраторы (DC), схемы и применение, работа DC в качестве демультиплексора (DMX)...

Русский

2016-10-06

2.29 MB

0 чел.

Лабораторная работа  №6

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ КОМБИНАЦИОННОЙ ЛОГИКИ (ДЕШИФРАТОРЫ).

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ.

Синтез схем комбинационной логики на основе базовых логических элементов.

2. ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ.

2.1. Изучить следующие вопросы курса:

  • основные понятия о комбинационной логике,
  • дешифраторы (DC), схемы и применение,
  • работа DC в качестве демультиплексора (DMX),

3. ЗАДАНИЕ НА РАБОТУ В ЛАБОРАТОРИИ.

Предварительное задание к работе.

Бланк отчета, представляемыйперед началом работы(!!!),  должен содержать четыре схемы, предназначенные для сборки (с учетом варианта):

  • DC "24" с логикой на разрешающем входе,
  • DC "38", собранный из двух DC 2 4,
  • обозначение DC:  "число адресных входов число выходов".

Схема DC "24" должны быть приведена с использованием УГО базовых элементов: И-НЕ, инвертор и т.п.  Не использовать графические изображения на схемах EWB – они нестандартные.

Схема DC "38" должна быть приведена на уровне УГО исходных DC  "24" и УГО DC "38", без раскрытия внутренних элементов типа И-НЕ.

3.1. Исследование работы DC.

3.1.1.Синтез схемы DC 24.

Открыть файлDC.ewb. В этом файле нет ничего, кроме счетчика с генератором, которые будут управлять адресными входами А0, А1. Создать схемуDC в соответствии с вариантом -ПРИЛОЖЕНИЕ 6.1. При создании схемыDC использовать:

  • логические элементы – палитра Logic Gates (Рис.6.1),
  • при необходимости увеличения числа входов использовать в окне "Свойства" закладку "Количество входов",
  • контактные точки – палитра Basic,
  • ключи, генераторы, "+5В" -  то же, что "1",  "Земля" то же, что "0" – палитра Sources,
  • клавиша управления ключом – СвойстваValue,
  • индикаторы – палитра Indicators (там же, где pA и pV).

Рис.6.1. Палитра базовых компонентов для синтеза цифровых схем.

РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для того, чтобы избежать проблем чисто "графического" характера, расставляйте элементы на достаточном расстоянии друг от друга.

2. От всех входов и выходовDC создайте достаточно длинные линии с контактными точками на конце (точки в палитреBasic).

3. Используйте названия контактных точек, как это показано на Рис.6.2. Название задается в контекстном менюComponentpropertiesLabel. Для обозначения инверсии используйте знак # - например,Q1#.

4. В результате должна получиться схема, аналогичная показанной на Рис.6.2. СамDC выделен условной рамкой.

5. Тип элементовDC и логика на входах разрешения зависят от варианта.

Рис.6.2. Дешифратор "24" и схема его проверки.

ВНИМАНИЕ!!!

1. Не копируйте слепо графику схемыDC со схемы на Рис.6.2. В ней возможны даже ошибки (специальные, контрольные!!!) при создании кодовых комбинаций на входах И-НЕ, а логика разрешения на входе вообще зависит от варианта:

правильная адресная комбинация на входах – это когда двоичный код  совпадает с номером выхода,

правильная логика разрешения – это когда при значениях Е1, Е0 по варианту вход разрешения "не мешает" работе адресных входов

Генератор и счетчик подключать как показано на Рис.6.1.

2. Результаты работы схем п.3.1.2, пп.3.1.3, пп.3.2.2÷пп.3.2.4обязательно фиксировать у преподавателя  - подпись в Таблице 6.2 бланка отчета.

3.1.2. Визуальная проверка работыDC 24.

Если "потеряли" счетчик:

  • панель инструментов –Digital,
  • в нижнем ряду панелиDigitalCNT (Counters) – перетащить на поле,
  • выбратьверхнююстроку Generic 4-bit Binary Counter.

На Рис.6.2. приведен дешифратор, имеющий уровень разрешения "1" на всех входах ипрямые выходы. В каждом варианте уровни разрешения ивизуальное представлениеправильной работы  будет выглядеть по-своему.

Установить на входах Е1, Е0разрешающие  уровни. Частота тактового генератора (1÷5)Гц,  амплитуда 5B,DutyCycle – 50% (доля "1" в периоде).

Включить схему. Описать, как выглядит работаDC, в т.ч. при различном положении ключей, задающих уровни навходы разрешения.

3.1.3. Визуальная проверка работы DC 24 в качестве DMX.

Преобразовать схему на Рис.6.2 для получения DMX; можно создать для этого новую схему с использованиемFileSaveAs новое название (DC-DMX):

  • установить на входах Е0 разрешающий уровень,
  • ключ для Е1 отключить от схемы, можно даже удалить,
  • добавить или скопировать (Ctrl-CCtrl-V) новый генератор (сигнальный),
  • подключить сигнальный генератор к входу Е1,
  • частоты генераторов: тактовый – 0.5Гц, сигнальный – (5÷10)Гц.

Включить схему. Описать, как выглядит работаDC-DMX, в т.ч. при различном положении ключа, задающего уровень на вход разрешения Е0.

3.1.4. Создание модуля DC 24.

Создать модуль DC, с именем, например,DC2-4,(можно произвольное название):

  • выделить все элементы, оставив контактные точки за пределами выделения,
  • рамка выделения показана на Рис.6.2, выделенные элементы –красные, контактные точки должны остатьсячерными,
  • нажатьCtrl-B,
  • ввести название модуля и выбрать опцию "Заместить в схеме",
  • после нажатия появится картинка, показанная на Рис.6.3а, а после закрытия окна модуля – на Рис.6.3b.

Рис.6.3. Окно EWB (а - после создания модуля,b – после закрытия окна модуля).

Файл с модулем обязательно сохранить, т.к. его внутреннийcash всегда будет содержать данный модуль. Вызов модуля, как элемента схемы в любом количестве:

  • кнопкаFavorites  - крайняя левая кнопка в панели компонентов,
  • вытаскивание на рабочий стол элементаSub,
  • выбор названия иAccept.

!!! В новых вызываемых модулях уже не будет никаких обозначений, только очень короткие выводы; при наведении на них курсора появляются контактные точки.

3.2. Наращивание разрядности DC от 24 до 38.

3.2.1. СозданиеDВ 38 из двух модулейDC 24.

Вызвать в схему новый модульDC2-4 и поместить его ниже существующего.

К выходам нового модуля подключить индикаторы и создать контактные точки с наименованиямиQQ4. В скобках после каждого имени указать, какой номер будет иметь данный вывод в общемDC 38, например,Q3(Q7).

  • входы A0, A1 нового модуля  - в те же точки, что у  существующего,
  • вход Е0 использовать для расширения разрядности – создания входа A2,
  • вход Е1 оставить в качестве входа разрешения с ключом "0"/"1",
  • полученный вход A2 подключить к выходу D счетчика,
  • вывести индикаторы состояний адресных входов с именами (A2÷A0).

Должна получиться схема, показанная на Рис.6.4.

Рис.6.4. Схема проверки работы DC 38.

А вот у этой схемы графику можно повторять за возможным исключением. Положение инвертора в совокупности с разрешающим уровнем Е0 (по варианту) должно обеспечитьмладшие номера уверхнего модуля.

3.2.2. Визуальная проверка работыDC 38.

Установить на входе Е1 разрешающий уровень. Частота тактового генератора – удобная для визуального восприятия.

Включить схему. Описать, как выглядит работаDC, в т.ч. при различном уровне на входе разрешения. Занести в Таблицу 6.1 значения соответствия состояния адресных входов и № активного выхода. Это можно сделать из теоретических соображений или по экспериментальным данным.

Для эксперимента установить частоту тактового генератора ~0.1Гц; это позволит фиксировать отдельные состояния счетчика.

Таблица 6.1

A2

A1

A0

Число

№ выхода"24"

№ выхода "38"

3.2.3. Визуальная проверка работы DC 38 в качестве DMX.

Провести действия, полностью аналогичные пп.3.1.3.

3.2.4. Схема управления светодиодами на основе DC 38.

Удалить счетчик, оставить в схеме один генератор. На вход Е1 подать разрешающий уровень.  Создать схему, поочередно включающую (или выключающую в зависимостиот варианта)только два светодиода с частотой тактового генератора. Номера поочередно подключаемых выходов согласно варианту –ПРИЛОЖЕНИЕ 6.1.

!!! В отчете обязательно должно быть краткое обоснование выбора схемы управления. Пример для схемы, в которой должны поочередно загораться светодиоды на выходахQ0 иQ7:

  • адресный код для активацииQ0  000,
  • адресный код для активацииQ7 – 111,
  • на все входы А2 ÷ А0 подается одинаковый уровень, т.е. их можно объединить,
  • уровень (код) периодически изменяется на противоположный.

Вывод: Адресные входы объединяются, и на них подается сигнал генератора.

Этого варианта не будет ни у кого!!!

Таблица 6.2 Отметки от работе схем.

пп.

Схема

Выполнение

3.1.2

DC 2à4

3.1.3

DC-DMX 2à4

3.2.2

DC 3à8

3.2.3

DC-DMX 3à8

3.2.4

Управление СД+обоснование

ПРИЛОЖЕНИЕ 6.1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Е1

"0"

"0"

"1"

"1"

"1"

"1"

"0"

"0"

"0"

"0"

Е0

"0"

"1"

"0"

"1"

"1"

"0"

"1"

"0"

"0"

"1"

Выход

пп.3.2.5.

Q1,Q4

Q3,Q7

Q0,Q3

Q2,Q6

Q4,Q5

Q3,Q5

Q0,Q2

Q5,Q7

Q2,Q4

Q1,Q6

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Е1

"1"

"1"

"1"

"0"

"1"

"0"

"0"

"0"

"1"

"1"

Е0

"0"

"1"

"1"

"1"

"0"

"0"

"0"

"1"

"0"

"1"

Выход

пп.3.2.5.

Q0,Q6

Q4,Q7

Q1,Q3

Q0,Q4

Q5,Q6

Q2,Q7

Q1,Q5

Q4,Q6

Q2,Q7

Q0,Q5


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4705. Циклические структуры 2.34 MB
  Циклические структуры Циклические конструкции обеспечивают многократное выполнение одной и той же последовательности инструкций, которая называется телом цикла. Существуют два вида элементарных циклических структур...
4707. Вивчення основ програмування на мові Python. Регулярні вирази для обробки текстів 256.5 KB
  Вивчення основ програмування на мові Python. Використання регулярних виразів для обробки текстів Короткі теоретичні відомості Синтаксис регулярних висловів залежить від інтерпретатора, що використовується для їх обробки. Пошук слів із за...
4708. Ознайомлення з основними типами даних в Python, вивчення основ програмування на мові Pytho 44.5 KB
  Мета роботи:ознайомлення з основними типами даних в Python, вивчення основ програмування на мові Python. Короткі теоретичні відомості Python - це проста і потужна об’єктно-орієнтована мова програмування високого рівня з чудовими можливост...
4709. Вивчення бібліотеки прикладних програм nltk, для опрацювання текстів природною мовою 21.61 KB
  Мета роботи: вивчення основ програмування на мові Python. Короткі теоретичні відомості Оператор for в Python трохи відрізняється від аналогічного оператора в C або Pascal. Замість незмінного проходження по арифметичній прогресії з чисел (як в Pascal...
4710. Вивчення методів доступу та роботи з лексичним ресурсами 261 KB
  Мета роботи: Вивчення основ програмування на мові Python. Вивчення методів доступу та роботи з лексичним ресурсами. Семантичний словник англійської мови WordNet. Короткі теоретичні відомості При програмуванні часто необхідно частин...
4711. Вивчення методів роботи з файлами на локальних дисках та з інтернету. Використання Юнікоду при обробці текстів 178.5 KB
  Мета роботи: Вивчення основ програмування на мові Python. Вивчення методів роботи з файлами на локальних дисках та з Інтернету. Використання Юнікоду при обробці текстів. Нормалізація текстів, стемінг, лематизація та сегментац...
4712. Вивчення основ структурного програмування мовою Python 72 KB
  Мета робота Вивчення основ програмування на мові Python. Вивчення основ структурного програмування мовою Python. Повторення та закріплення знань отриманих при виконанні попередніх лабораторних робіт. Покращення загальних нав...
4713. Разработка и сопровождение многофункционального персонального сайта преподавателя 109.5 KB
  Введение Работа в сети Internet дает неограниченные возможности в получении необходимой информации, например, для учебного процесса. Разработанный персональный сайт преподавателя дает возможность получить студенту такую информацию в виде...