1. Ввести принципиальную схему Рис. 5.1.

Рис. 5.1. Принципиальная схема устройства, передающего восьмиразрядный параллельный код по трёхпроводной линии.

Устройство работает следующим образом.

Параллельный двоичный код на входах А…Н микросхемы Х1 низким логическим уровнем на входе SH/LDBAR записывается в триггеры сдвигающего регистра. Индикаторы U1-U8 показывают набранный двоичный код. Высокий логический уровень на входе SH/LDBAR разрешает сдвиг информации в регистре. Она сдвигается по положительному фронту импульса, поступающему на вход CLK. После записи входного кода старший 8 разряд передаваемого кода выводится на последовательный выход QH. Импульсы на входе CLK приводят к появлению на выходе 7, 6 и так до 1 разряда входного кода. Инвертор Х3 отрицательный фронт импульса с генератора U9 превращает в положительный. Это позволяет записать разряд, пришедший на последовательный вход А, в регистр Х2 до сдвига разрядов в регистре Х1.

Результаты преобразования последовательного кода в параллельный код высвечиваются на восьми индикаторах U11-U18.

Микросхемы X1, Х2 и Х3 вводятся командами Component/Digital Library/74xx120/164-/74164(74165) и Component/Digital Library/74xx00/04-/7404.

U9 – генератор сдвигающих импульсов. Вводится командой Component/Digital Primitives/Stimulus Generators /Stim1. Выбрав опцию COMMAND, ввести в окно текст:

.define _t

+ +0mS 1

+ +5mS 0

+ +5mS 1

+ +5mS 0

+ +5mS 1

+ +5mS 0

+ +5mS 1

+ +5mS 0

+ +5mS 1

+ +5mS 0

+ +5mS 1

+ +5mS 0

+ +5mS 1

+ +5mS 0

+ +5mS 1

+ +5mS 0

Затем приравнять COMMAND = t.

U10 – генератор импульса записи. Вводится командой Component/Digital Primitives/Stimulus Generators /Stim1. Выбрав опцию COMMAND, ввести в окно текст:

.define _t1

+ +0NS 0

+ +2mS 1

Затем приравнять COMMAND = t1.

U1 – U8, U11 – U18 – виртуальные светодиоды. Ввод командой Component/Animation/LED. При подаче на их вход логического нуля индикаторы чёрные, при логической единице – красные.

Симуляторы логической единицы подключены к контактам CLRBAR, SER и В, симулятор логического нуля к контакту CLK_INH. Вводятся командой Component/Digital Primitives/Stimulus Generators/Fixed Digital. Ноль или единица устанавливается опцией VALUE=0 (1).

Текст вводится командой Text (Options/Mode/Text)

2. Выполнить команду меню Analysis/Transient

3. На панели Transient Analysis Limits задать

• время анализа в окне Time Range (диапазон времени) равным 0,1 (100 миллисекунд)

• Шаг анализа (Maximum Time Step) 0

• На график выводятся состояние выходов генераторов, инвертора и двух сдвиговых регистров.

• В колонке XExpession установить переменную по Х – Т (время) для всех графиков.

• В колонках XRange и YRange задать Auto

4. Нажать кнопку Run и с помощью команды Windows/Tile Vertical расположить рядом два окна вертикально.

5. В окне со схемой нажать кнопку вывода узловых напряжений.

6. Запустить анализ, нажав на треугольник в окне Transient Analysis, и зарисовать результаты.

7. Изменяя состояние входов CLRBAR, В и CLK_INH, выяснить их назначение и записать это в выводах.

Лабораторная работа 6. Сумматор, вычитатель и арифметическое устройство

Задание. Исследовать сумматор, вычитатель и арифметическое устройство.

1. Ввести принципиальную схему сумматора (рис. 6.1).

Рис.6.1. Принципиальная схема сумматора.

Устройство работает следующим образом.

Двоичный код набирается переключателями SA1-SA3. Индикаторы HL1-HL3 показывают набранный двоичный код. Сумматор складывает один разряд числа А с одним разрядом числа В с учётом переноса из младшего разряда. Результат сложения высвечивается индикатором HL4. Результат больше единицы, то происходит перенос в старший разряд суммы. Состояние бита переноса в старший разряд показывает индикатор HL5.

Сумматор построен на логических элементах «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» (DD1, DD2) и «2И-НЕ»(DD3, DD4, DD5). Другое название элемента «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» - «СУММАТОР ПО МОДУЛЮ 2». Таблицы истинности логических элементов представлены ниже.

Таблица 6.1. Исключающее ИЛИ.

входы		выход
X	Y	Z
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

Таблица 6.2. 2И-НЕ.

входы		выход
X	Y	Z
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Логические элементы возьмем их библиотеки примитивов командами Component/Digital Primitives/Standard Gates/Xor Gates/Xor и Component/Digital Primitives/Standard Gates/Nand Gates/ Nand2.

SA1 - SA3 – виртуальные переключатели . Ввод командой Component/Animation/Digital Switch. В режиме анализа можно их переключать из нуля в единицу и обратно простым щелчком правой клавишей мыши.

HL1 – HL5 – виртуальные светодиоды. Ввод командой

Component/Animation/LED. При подаче на их вход логического нуля индикаторы чёрные, при логической единице – красные.

Цифры вводятся командой Text (Options/Mode/Text)