1. Обоснование выбора среды моделирования

Во время проведения анализа средств моделирования была выбрана автоматизированная среда Multisim 11.0. Главная особенность Multisim11.0 – простой наглядный интерфейс, мощные средства графического анализа результатов моделирования, наличие виртуальных измерительных приборов, копирующих реальные аналоги. Библиотека элементов содержит более 2000 моделей компонентов National Semiconductor, Analog Devices, Phillips, NXP и других производителей. Присутствуют электромеханические модели, импульсные источники питания, преобразователи мощности.

1. Моделирование цифрового устройства

При анализе моделируемых схем, для построения была выбрана схема демультиплексора.

Рис.6. Логическая схема демультиплексора 4-1 в первом логическом базисе

Для проверки правильности функционирования логической схемы составим таблицу истинности и на выход логической схемы подключим осциллограф. С помощью осциллографа контролируются комбинации входных сигналов и комбинации с выходного каскада логической схемы. На рисунке 7 приведена осциллограмма входных и выходных сигналов данной логической схемы. На первый канал регистратора подан информационный выходной сигнал «f₁», на второй – «f₂», на третий – «f₃», на четвертый – «f₄», на седьмой канал подан управляющий сигнал «x», на 11 канал подан сигнал «а₂», на 12 канал – «а₁».

Рис.7. Осциллограмма входных и выходных сигналов

Рис.8. Таблица истинности демультиплексора 4-1

1. Исследование схемы

Демультиплексор (DMS) выполняет функцию, обратную функции муль­­­т­иплек­сора, т. е. производит коммутацию одного входного сигнала на 2ⁿ вы­ходов, где n – число адресных входов х_i. Он осуществляет преобразование информации из последовательной формы (последовательно-парал­лель­ной) в параллельную. Демультиплексор имеет один информационный вход D и несколько выходов, причем вход подключается к выходу у_i, име­ющему заданный адрес. В качестве примера на рис. 9, а дано условное графическое обозначение демультиплексора, имеющего четыре выхода, закон функциони­ро­вания которого задан (табл. 10). Пользуясь табл. 10, запишем переключательные функции для выхода устройства:

Функциональная схема демультиплексора, реализующая эти выражения, приведена на рис. 9, б.

D x₁ x₂ y₃ y₂ y₁ y₀

Т а б л и ц а 10

1	0	0	0	0	0	1
1	0	1	0	0	1	0
1	1	0	0	1	0	0
1	1	1	1	0	0	0

Е сли общее число выходов разрабатываемого устройства превышает имеющиеся в выпускаемых интегральных микросхемах, то используют параллельное подключение нескольких схем. На рис. 11, а показано демуль­типлексорное дерево, построенное на мультиплексорах с четырьмя вы­­ходами. Объединяя мультиплексор с демультиплексором, получают комбина­ционное устройство, в котором по заданным адресам один из входов подключается к одному из его выходов (рис. 11, б).