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

10819. План-конспект уроку. Повторення Я, моя сімя і друзі 44.5 KB
  Outline for the lesson of English for 11thgraders. Lesson 3 Планконспект уроку з англійської мови для учнів 11х класів. Урок 3 Тема Повторення Я моя сім’я і друзі Підтема: Освіта в Україні. Мета: Практикувати учнів у читанні тексту за темою уроку з добуванням основної інформації. Фор
10820. Загальна характеристика відповідальності державних службовців 200 KB
  Вона полягає в застосуванні до державних службовців тих чи інших покарань, стягнень, передбачених законодавством, за винне вчинення ними правопорушень, тобто за провини та дії, що юридично визнані протиправними. Як відомо, правопорушення поділяються на злочини та провини (делікти).
10821. Туристский потенциал Челябинской области 135 KB
  Основная цель данной работы заключается в том, чтобы показать и доказать необходимость развития туризма в Челябинской области. Ведь это не только промышленный регион, но еще и место, где сосредоточены огромные туристские ресурсы, такие как Аркаим, Ильменский государственный заповедник и другие.
10822. Людина серед людей 101 KB
  Outline for the lesson of English for 11thgraders. Lesson 6 Планконспект уроку з англійської мови для учнів 11х класів. Урок 6 Підтема: Людина серед людей. Мета: Обговорити в групах та в процесі аудіювання тексту положення та якості особистості в суспіл Систематизувати та повторити тему
10823. Видатні люди. Люди, які самі себе зробили. (Self-Made People.) 50 KB
  Outline for the lesson of English for 11thgraders. Lesson 7 Планконспект уроку з англійської мови для учнів 11х класів. УРОК 7 Тема. Повторення. Я моя сімя і друзі Підтема: Видатні люди. Люди які самі себе зробили. SelfMade People. Мета: Систематизувати матеріал Plural of Nouns та тренувати учнів у ...
10824. Люди, робота і професія. Діагностичне тестування 52.5 KB
  Outline for the lesson of English for 11thgraders. Lesson 8 Планконспект уроку з англійської мови для учнів 11х класів. УРОК 8 Тема: Люди робота і професія. Підтема: Діагностичне тестування. Мета: Проконтролювати розуміння та обговорити текст для домашнього читання. Провести контроль на
10825. Люди, робота і професія. Друзі. для учнів 11-х класів 53.5 KB
  УРОК 9 Тема: Люди робота і професія. Підтема: Друзі Мета: Проаналізувати та обговорити результати діагностичного тесту. Формувати в учнів уміння висловлювати свою думку за темою уроку адекватно реагувати в ситуації спілкування. Практикувати учнів у вживанні видоча
10826. Дорога в житті. Люди, робота і професія 43 KB
  Outline for the lesson of English for 11thgraders. Lesson 10 Планконспект уроку з англійської мови для учнів 11х класів. УРОК 10 Тема: Люди робота і професія. Підтема: Дорога в житті. Мета: Провести вводну бесіду про важливість вибору життєвого шляху. Практикувати учнів у читанні тексту за
10827. Праця - обовязок кожного. Люди, робота і професія 24.02 KB
  УРОК 11 Тема: Люди робота і професія. Підтема: Праця обовязок кожного. Мета: Практикувати учнів у читанні тексту за темою з добуванням основної інформації. Узагальнити у вправах вживання Present Perfect. Обладнання: підручник In the Hospital HO таблиця Present Perfect H02. ХІД У