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

83701. Рекомендации по оптимизации системы подбора и подготовки персонала в гостинице «Космос» 162.5 KB
  Комплектование штатов является одним из ключевых элементов работы любой организации, так как от качества отобранных кадров зависит эффективность работы организации и использование всех остальных ресурсов. Поэтому ошибки в подборе кадров могут дорого обойтись организации, а подбор хороших кадров...
83702. Определение текущего рыночного спроса и прогнозирование будущего спроса на примере отеля 90.92 KB
  Когда компания находит привлекательный рынок, она должна тщательно оценить его размер и потенциальные возможности. Чтобы разработать действенную маркетинговую стратегию, контролировать эффективность ее реализации, маркетологам стоит научиться оценивать текущий спрос и прогнозировать его изменения.
83705. Разработка приложения для предметной области «Сбор сведений о писателях и их литературных произведениях» 252.8 KB
  Практическая часть работы разделена на следующие этапы: построение логической модели базы данных; описание таблиц и построение физической модели базы данных; разработка базы данных в XML и разработка клиентской части в среде программирования...
83706. Гидравлический расчет наружного объединенного водопровода населенного пункта 152.5 KB
  Определение водопотребителей и расчет потребного расхода воды на хозяйственнопитьевые производственные и пожарные нужды поселка и предприятия. Расчет требуемого расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. Определение расчетных расходов воды на пожаротушение.
83707. Сооружение гидроизоляционного ограждения шахтного ствола методом тампонажа 326.62 KB
  В ходе выполнения работы следует разработать технологию тампонажа и технологические схемы производства тампонажных работ, выбрать необходимые технические средства для сооружения гидроизоляционной завесы в определенных горнотехнических условиях, основываясь на комплексе исходных данных...
83708. Разработка проекта маркетингового исследования для компании Schwarzkopf 216.5 KB
  Довольно сложно выявить какие-то конкретные недостатки в продукции, разве что индивидуальную непереносимость на какой-либо из компонентов. Но и это маловероятно, потому что состав продукции тщательно разрабатывался, а затем тестировался, чтобы заранее выявить возможные побочные эффекты...
83709. Малое архитектурное сооружение 4.47 MB
  Целью данного курсового проекта являются систематизация, закрепление, углубление, развитие и расширение полученных теоретических и практических знаний по разделу « Теория исследования в проектировании». Основными задачами курсового проекта являются: изучить государственные стандарты изображений...