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

28882. Основные тенденции мирового развития в первой половине XIX века 23.5 KB
  Основные тенденции мирового развития в первой половине XIX века: 1 Мир развивался под влиянием промышленной революции; Промышленная революция переход от ручного труда к машинному. Причины пром. Новшества пром. промть автоматич.
28883. Попытки модернизации государственного строя в России в первой половине XIX в. 34.5 KB
  Попытки модернизации государственного строя в России в первой половине XIX в. который одним из первых в России осознал необходимость реформ. Сперанского автора всеобъемлющей системы обновления государственного управления в России. Сперанский завершил разработку Введения к уложению государственных законов предполагавшего превращение России из самодержавного государства в конституционное имеющее законодательные преграды на пути возрождения деспотизма.
28884. Внешняя политика России в первой половине XIX в. 30.5 KB
  Внешняя политика России в первой половине XIX в. Успешной для России была война со Швецией 1808 1809 гг. по итогам которой России отходила вся территория Финляндии и Аландские острова. В соответствии с заключительным актом конгресса к России отошла большая часть герцогства Варшавского Познань была отдана Пруссии Галиция Австрии.
28885. Реформы 60–70 годов XIX в.и их историческое значение 36.5 KB
  Явственно проявилось отставание России от передовых капиталистических государств в экономической и социально-политической сферах. было приведение экономической и социально-политической системы России в соответствие с потребностями времени. Значение реформ: способствовали более быстрому развитию капиталистических отношений в России. Были сделаны первые шаги по расширению роли общественности в жизни страны и превращении России в буржуазную монархию.
28886. Социально-экономическое и политическое развитие страны в пореформенный период (60–80 гг. XIX в.) 33 KB
  В пореформенный период в России был начат масштабный переход к индустриальному обществу в целом того же типа который сложился в странах Западной Европы. Основная черта пореформенной эволюции сельского хозяйства в России проявлялась в том что оно принимало все более торговый предпринимательский характер. Огромное значение в индустриализации России имело развитие транспорт главным образом железнодорожного. Быстрое развитие капитализма приводило к тому что для возникновения привилегированных прослоек типа рабочей аристократии Запада в...
28887. Во внешней политике России второй половины XIX века выделяют два этапа 26 KB
  Это означало что Россия должна использовать возникающие между европейскими государствами противоречия в свою пользу. После поражения Франции в 1870 году во франкоавстрийской войне Россия освободила себя от решений Парижского конгресса и начала активно вмешиваться в европейские дела. В 1873 году Россия заключила союз с Германией и Австрией но этот союз не удержал Германию от новой войны с Францией. С 1875 года Россия начинает сближаться с Францией и в 1891 году был заключен союзный договор.
28888. Место XX века во всемирно-иторическом процессе 25 KB
  В целом можно сказать что в результате первой мировой войны западная цивилизация попала в ситуацию глубокого кризиса. В период этого кризиса мировое производство товаров упало на 44 разорилось тысячи банков более 100 тыс. В США в период пика кризиса насчитывалось 17 млн. В капиталистических странах Европы и США были выработаны различные модели выхода из кризиса.
28890. Общественно-политические силы на рубеже 19-20вв. Революция 1905-1907 гг. в России и ее особенности 68 KB
  в России и ее особенности. Задачи революции: свержение самодержавия; созыв Учредительного собрания для установления демократического строя; ликвидация сословного неравноправия; введение свободы слова собраний партий и объединений; уничтожение помещичьего землевладения и наделение крестьян землей; сокращение продолжительности рабочего дня до 8 часов; признание права рабочих на стачки и создание профсоюзов; достижение равноправия народов России. В январе 1905г в России началась революция. Характеризуется ослаблением борьбы началом...