99677

Мультиплексоры. Синтез и исследование схем комбинационной логики

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Синтез схем комбинационной логики на основе базовых логических элементов. Изучение основных применений мультиплексоров (МХ). Мультиплексоры, схемы и применение, логические и коммутационные мультиплексоры,применение аналоговых ключей в МХ.

Русский

2016-10-06

727 KB

1 чел.

Лабораторная работа  №6

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ КОМБИНАЦИОННОЙ ЛОГИКИ

(МУЛЬТИПЛЕКСОРЫ).

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ.

Синтез схем комбинационной логики на основе базовых логических элементов. Изучение основных применений мультиплексоров (МХ).

2. ПОДГОТОВКА R РАБОТЕ.

2.1. Изучить следующие вопросы курса:

  • мультиплексоры, схемы и применение,
  • логические и коммутационные мультиплексоры,
  • применение аналоговых ключей в МХ.

3. ЗАДАНИЕ НА РАБОТУ В ЛАБОРАТОРИИ.

Предварительное задание к работе.

Вбланке отчета, представляемомперед началом работы(!!!),  должны присутствовать все схемы, предназначенные для сборки (с учетом варианта):

  • мультиплексор "41" на основе логических схем,
  • мультиплексор "41" на основе .
  • схема МХ "41" на основе логических схем должна быть приведена на уровне УГО базовых элементов,
  • схема МХ "41" на основе аналоговых ключей  должна быть приведена с условным обозначением ключей.

3.1. Исследование работы логических мультиплексоров (МХ).

3.1.1.Синтез схемы МХ "41" с использованием модуляDC "24"

!!!   Модуль навсегда остается вFavorites того файла, в котором он был создан. Он сохраняется при любом копировании и переносе между РС.

Открыть любой ранее созданный файл, в котором присутствует сохраненный модульDC "24". ВариантDC тот же, что в предыдущей работе; главное – должен совпадать тип выходов прямой или инверсный. Удалить из схемы все элементы и вызвать модульDC.

Удалить из модуля входы разрешения, так чтобы остались только два адресных входа А1, А0 и четыре выхода (Q0 ÷Q3):

  • удалить все соединения, связанные с входом разрешения,
  • у схем совпадения останется по одному свободному входу,
  • в "Свойствах" каждого элемента изменить количество входов с 3 на 2,
  • оставшиеся "висящие" точки от входов разрешения вытащить мышью за пределы модуля, и они исчезнут,
  • должна получиться схема, аналогичная Рис.7.1.

Рис.7.1. СхемаDC 24 без входов разрешения.

Для упрощения проверки рекомендуется маркировать схемы совпадения:

  • на закладке "Display" оставить только "ShowLabels",
  • на закладке "Labels" ввести соответствующее имя метки  (Q0 ÷Q3).

Схему на Рис.7.1 можно создать заново, если это проще, чем переделать старую.

Существует еще один вариант, только если пп.3.1.1полностью проделывается в лаборатории (для ускорения работы). На входы Е просто подаются постоянные разрешающие уровни.

Создание МХ "41" на основеDC "24" показано на Рис.7.2.

Рис.7.2. МХ "41" на основеDC "24".

!!!  На Рис.7.2 в качестве схем совпадения для входов МХ используются логические схемы 2И-НЕ, а в качестве "собирающей" схемы – 4ИЛИ. При различном типе выходовDC – прямой/инверсный – эти типы могут быть различными.

Создать модуль МХ с именем MX-Log, пользуясь уже известным приемом – через выделение, Ctrl-B и т.д. Точки входов и выхода должны быть вне границ выделения.

3.1.2. Визуальное исследование работы мультиплексора.

Собрать схему для проверки работы мультиплексора 41, показанную на Рис.7.3.

Рис.7.3. Схема проверки мультиплексора.

Установить частоты:

  • для тактового генератора – 0.1Гц,
  • для сигнальных генераторов –  1Гц, 2Гц, 4Гц, 8Гц,
  • обратите внимание на правильную полярность подключения генераторов ("-" к "земле").

В свойствах светодиода выберитеМодель, далееTTLLS. установите значениеThresholdvoltage – 0.8B (напряжение зажигания светодиода).

Снижая значения напряжения различных генераторов до 1B, убедитесь, что соответствующий сигналне проходит через МХ.

Результаты работы схемы п.3.1.2,обязательно фиксировать у преподавателя – отметить в Таблице "Выполнение".

3.1.3. Проверка обратимости МХ.

Сохранить файл со схемой на Рис.7.3 под другим именем. Изменить схему следующим образом:

  • удалить тактовый генератор,
  • подать на адресные входы код, согласно варианту,
  • на соответствующем информационном входе оставить сигнальный генератор,
  • на остальные входы подать 0B, можно просто удалять "ненужные" генераторы.

Удалить генератор с входа и подключить его к выходу, светодиоды на входе/выходе должны остаться с предыдущей схемы.

Включить схему и отметить в отчете есть ли обратимость прохождения сигнала между входом и выходом.

Отметить работу в Таблице "Выполнение".

3.2.Исследование ключа на основе КМОП-структуры (аналогового ключа).

3.2.1. Прохождение цифрового сигнала в обе стороны.

Откройте файлUniversalKey.ewb – Рис.7.4. Установите моделиp-МОП иn-МОП транзисторов в соответствии с вариантом. Убедитесь, светодиоды имеют тот же тип, что и пп.3.1.2 – моделиTTLLS, у которых значениеThresholdvoltage = 0.8B.

Рис.7.4. Схема для проверки ключа с цифровыми сигналами.

Установить у генераторов значениеV=5B,f=(1 ÷ 2)Гц.

Включить схему и заполнить "Таблицу состояний" для различных положений управляющих ключейT иE – Таблица 7.1.

Таблица 7.1.

Е

Т

"0"

"1"

вверх

вниз

Для каждого сочетания в соответствующей ячейке Таблицы 7.1 должен быть указан генератор-передатчик (V1 илиV2), генератор-приемник (V1 илиV2) или состояние "Ключ закрыт".

Отметить работу в Таблице "Выполнение".

После проверки сохранить файл в той же папке под другим именем, напримерMX-Com.ewb.

3.2.3. Создание МХ коммутационного типа.

В новом файле создать модуль ключа – область выделения показана на Рис.7.4 – с названиемCMOS-Key (можно и другое имя). Удалить все элементы кроме модуля и контрольных точек. Внести в схему еще три модуля ключа (можно черезFavorute, а можно простоCtrl-CCtrl-V).

Вызвать модульDC "24" – это только черезFavorite. В исходном файлеUniversalKey.ewb существовал модульDC "24", следовательно, он сохранился и в файле с новым именем.

Создать схему МХ - Рис.7.5а с соответствующим переименованием контрольных точек (I/O – это вход/выход). На основе схемы Рис.7.5а создать модуль Рис.7.5b.

Рис.7.5. Мультиплексор коммутационного типа.

3.2.3. Визуальное исследование работы мультиплексора.

Собрать схему, аналогичную схеме на Рис.7.3 в пп.3.1.2. Повторить действия пп.3.1.2.

3.2.4. Проверка обратимости МХ.

Повторить действия пп.3.1.3.

ПРИЛОЖЕНИЕ 7.1.

№ варианта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Код для пп.3.1.3.

0

1

2

3

0

1

2

3

0

1

2

3

0

1

2

3

базовыйnMOS/pMOS

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

13

14

15

16


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

13874. То, что раньше для рыцаря был укрепленный замок, сегодня для рядового гражданина является социальное страхование 26.5 KB
  То что раньше для рыцаря был укрепленный замок сегодня для рядового гражданина является социальное страхование. В наше время социальное страхование – лучшая защита от непредвиденных ситуаций. Страхование – это финансовое обеспечение от возможного ущерба. Экономи
13875. Социология. Соц. статус. « Карьеры, пробитые собственно головой, всегда прочнее и шире карьер, проложенных низкими поклонами или заступничеством важного дядюшки» 25.5 KB
  Социология. Соц. статус. Карьеры пробитые собственно головой всегда прочнее и шире карьер проложенных низкими поклонами или заступничеством важного дядюшки. Человек всегда стоит перед выбором: какой социальный лифт использовать для достижения социального статуса....
13876. Все мы находимся за чертой бедности, только по разные ее стороны 26.5 KB
  Социология. Все мы находимся за чертой бедности только по разные ее стороны. М.Генин. Социальное неравенство – естественное состояние любого цивилизованного общества. Социальное неравенство – условия при которых люди не имеют равного доступа к социальным благам. С...
13877. Соглашения предотвращают конфликты 25.5 KB
  Социология. Соглашения предотвращают конфликты. Для предотвращения конфликтов людям приходится находить способы их решения. Конфликт – спор столкновение сторон изза того что одинаково ценится обеими сторонами. Участники конфликта называются субъектами конфликт...
13878. Сказать, что человек состоит из силы и слабости, из разумения и ослепления, из ничтожества и величия, — это значит не осудить его, а определить его сущность 17.8 KB
  Сказать что человек состоит из силы и слабости из разумения и ослепления из ничтожества и величия это значит не осудить его а определить его сущность. Дидро Д. Человек биопсихосоциальное существо. Философские теории о том кто есть человек на самом деле извес...
13879. Свобода есть право делать всё, что дозволено законом 14.87 KB
  Свобода есть право делать всё что дозволено законом Шарль Луи Монтескье Каждый человек обладает определённой свободой но она ограничена. Свобода – самостоятельность социальных субъектов выражающаяся в их способности делать свой собственный выбор и дейст
13880. Сбережения составляют самый богатый доход 14.72 KB
  Сбережения составляют самый богатый доход. И. Стобей. С развитием рыночного хозяйства возросло внимание экономической науки к человеку. Связано это с тем что человек является центральной фигурой рыночной и смешанной экономики. Он основной производитель и од
13881. Революция – варварская форма прогресса 14.9 KB
  Революция варварская форма прогресса. Ж. Жорес. Тюрго и Кондорсе разработали теорию прогресса. Прогресс это поступательное движение от худшего к лучшему. Существует два пути прогресса: реформа и революция. Реформа – это частичное изменение в какойлибо сфе
13882. Каталог Эссе по обществознанию 256.5 KB
  Каталог Эссе по обществознанию. Алгоритм написания эссе. Введение. В этой части работы нужно кратко чётко раскрыть актуальность проблемы а так же очертить рамки исследования освещать проблему целиком или какойнибудь её аспект Или перефразируйте...