Добавил:

Eatmore Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики

Предмет:

Схемотехника

Файл:

lab_3

.doc

Скачиваний:

Добавлен:

09.05.2014

Размер:

228.35 Кб

Скачать

☆

Схемотехника

Лабораторная работа №3

«Разработка и исследование комбинационных логических схем»

Вариант 2

Выполнили студенты группы

3100

Голубцов Евгений

Пермяков Валерий

2009

Цель работы:

Ознакомление со структурой, функционированием и вариантами практического использования базовых операционных элементов комбинационного типа.

Задачи:

Ознакомление c функциями базовых операционных элементов (БОЭ) комбинационного типа.
Ознакомление с вариантами использования БОЭ комбинационного типа.
Ознакомление со структурой БОЭ, проектирование комбинационных схем.

Инструментальные средства (оборудование и программное обеспечение) для выполнения работы:

Лабораторная работа выполняется в среде инструментального программного комплекса Multisim 10 (бывш. Embedded Workbench) фирмы National Instruments.

Порядок выполнения работы:

1. Разработать принципиальную электрическую схему для построения таблицы истинности заданного БОЭ комбинационного типа. Предлагаемые в задании БОЭ - из библиотеки Master Database/ Misc Digital/TIL/ системы Multisim 10. Cхема исследования БОЭ должна включать:

a. Источники шин питания VCC и GND;

b. Исследуемый БОЭ;

c. Схему управления входными сигналами, обеспечивающую установку ВЫСОКОГО или НИЗКОГО уровня на каждом входе БОЭ незавичимо от других. Такая схема может быть построены, например, на двухпозиционных переключателях.

d. Осциллограф, пробники или логический анализатор для контроля состояния входов и выходов.

Опытным путем определить таблицу истинности заданного БОЭ.
Составить описание функции каждого входа и выхода БОЭ в соответствии с полученной таблицей истинности и знаниями о функции данного типа БОЭ. В описании следует указывать полярность(тип логики) для каждого сигнала – «положительная» или «отрицательная». Составить общее описание функционирования БОЭ.
Разработать схему операционного блока, указанного в задании, на базе заданного БОЭ. В отчете привести описание функционирования данной схемы.
По таблице истинности разработать внутреннюю схему БОЭ на элементах булева базиса (И, ИЛИ, НЕ).

Вариант 2:

БОЭ – мультиплексор «4 в 1» MUX_4ТО1.

Операционный блок – четырех входовая комбинационная логическая схема с произвольной функцией, задаваемой уровнями на входах схемы. В задании реализовать функцию вычисления «бита четности». Схема построена на трех мультиплексорах MUX_4TO1 включенных каскадно: выходы двух мультиплексоров подключены к управляющим (адресным) входам третьего – «выходного» мультиплексора.

Мультиплексор «4 в 1» MUX_4ТО1

Электрическая схема

Таблица истинности

~G	B	A	D₃	D₂	D₁	D₀	Y	~W
0	0	0	X	X	X	0	0	1
0	0	0	X	X	X	1	1	0
0	0	1	X	X	0	X	0	1
0	0	1	X	X	1	X	1	0
0	1	0	X	0	X	X	0	1
0	1	0	X	1	X	X	1	0
0	1	1	0	X	X	X	0	1
0	1	1	1	X	X	X	1	0
1	X	X	X	X	X	X	0	1

Функции входов и выходов БОЭ

Входы {B₀, B₁, B₂, B₃} – информационные. В зависимости от сигналов на адресующих входах, значение с одного из них передается на выход.

Входы {A, B} – адресующие. Вместе составляют двубитное слово, содержащее номер опрашиваемого канала в двоичном формате.

Вход {~G} – разрешение работы в инверсной форме. Запрет по логической единице.

Выходы {Y, ~W} – повторяют значение на соответствующем входном канале в прямой и инверсной форме.

Мультиплексор передает сигнал с одного из входов на выход; при этом выбор желаемого входа осуществляется подачей соответствующей комбинации управляющих сигналов. Работу можно упрощенно представить с помощью многопозиционного ключа. Адресующий код задает переключателю определенное положение, соединяя с выходом нужный информационный вход.

Показания логического анализатора

~G=0

~G=1

Описание MUX_4ТО1

Мультипексор (multiplexer, MUX) – логическая схема, которая принимает несколько оцифрованных сигналов (на входы данных), выбирает один из них и передает на выход (этот процесс называется мультиплексированием). Передача требуемого сигнала на выход контролируется входами выбора данных (они еще называются входами выбора адреса). Цифровой код, поданный на тот или иной вход выбора данных, управляет входными сигналами, которые будут передаваться на выход системе.

В данном случае (у мультиплексора MUX_4ТО1) имеются:

4 входа данных (D0, D1, D2, D3). Полярность сигналов с данных входов «положительная» (используется «положительная» логика).
2 входа выбора данных (A, B). Полярность сигналов с данных входов «положительная».
Разрешающий вход ~G. Если ~G=0, то сигналы со входов выбора данных A, B определяют, с какого входа данных (D0, D1, D2, D3) информация пойдет на выход Y. Если ~G=1, то мультиплексор будет закрыт, и на выходе установится постоянный сигнал Y=0, независимо от кода на входах выбора. Полярность сигнала с данного входа «отрицательная».
Выход Y. Полярность сигнала с данного выхода «положительная».
Инверсный выход ~W (~W=~Y). Полярность сигнала с данного выхода «отрицательная».

БОЭ – мультиплексор «4 в 1» MUX_4ТО1.

Электрическая схема

Способ 1