3. Порядок выполнения лабораторной работы

3.1. Предварительное задание

3.1.1. По конспекту лекций и литературным источникам, например /3-5/, изучите материал о составлении СДНФ и СКНФ логической функции и ее преобразовании.

3.1.2. По материалам п. ­2, конспекту лекций и литературным источникам изучите алгоритм синтеза комбинационного цифрового автомата на основе временной диаграммы.

3.1.3. По конспекту лекций, справочникам (например, /5-9/) и приложениям 1, 2 изучите функциональные возможности логических микросхем И, ИЛИ, НЕ. Распечатайте оба приложения для работы в лаборатории. В приложении 1 доработайте те выражения для столбца «Функция», которые заканчиваются на знак равенства, преобразуя их по де Моргану.

3 .1.4. Подготовьте заготовку отчета, включив в нее название и цель работы, функциональное представление проектируемого автомата в сочетании с таким же представлением формирователя сигналов ФС (рис. 2.3). В качестве ФС будем использовать делитель частоты, соответству­ющий п. 12 предыдущей работы.

Включите в заготовку принципиальную схему этого делителя частоты (на одном корпусе ТМ2). Выбранные выходные сигналы переименуйте в Х1, Х2, Х3, начиная с G1.

3.2. Рабочее задание

3.2.1. Получите у преподавателя временную диаграмму, выполните действия, предусмотренные алгоритмом синтеза комбинационного цифрового автомата. Занесите в отчет вариант задания, соответствующую таблицу истинности для Y₁…Y₄, СДНФ или СКНФ этих функций.

3.2.2. Выполните такие преобразования СДНФ или СКНФ, чтобы реализовать каждую из функций с минимальным количеством и разнообразием микросхем (минимальный элементный базис). Например, удобно реализовывать на одной микросхеме ЛА3, используя один элемент для инвертирования Х₁, второй – для логического умножения с инвертированием, третий – для повторного инвертирования результата . Для выражений вида Y_K = M_AVM_BVM_C, где M_A, M_B, M_C – три минтерма (конъюнктивных выражения), удобно использовать преобразование (M_AVM_B)V(M_AVM_C), где в качестве M_A следует выбрать тот из минтермов, который позволит оптимально упростить обе скобки (вынести общие множители). В скобках должны остаться функции неравнозначности, эквивалентности, импликации, которые затем следует выразить так, чтобы их можно было реализовать в минимальном элементном базисе.

3.2.3. Составьте по результатам преобразования принципиальные схемы и приведите их в отчете. При этом в качестве инверторов следует применять элементы «исключающее ИЛИ» и «И-НЕ», но так, чтобы в схеме было минимальное количество корпусов микросхем, а в каждой из них использовалось максимальное количество элементов (клапанов). При необходимости использовать константу лог.1 изображайте на входе логического элемента проводник с именем L1. Разметьте каждую из схем как описано в разделе «Подготовка к выполнению лабораторной работы». Для расположения микросхем следует использовать разъемы +2 и +3. Номера выводов (распиновку) найдите в справочнике и нанесите на схему по правилам, приведенным в /1/.

3.2.4. Запустите на ПК программу VirtualPCB, загрузите схему ЛР1_2, переименуйте выходные сигналы как в заготовке отчета, удалите индикацию ненужных сигналов, сохраните схему как ЛР2_1.

3.2.5. Наберите в редакторе на основе ЛР2_1 разработанную вами схему для реализации той из функций Y, СДНФ которой включает 3 конъюнк­ции и которая указана на выданной диаграмме значком . Сигнал L1 снимайте с одной из линий поля констант. Проверьте распиновку, вызывая УГО использованных микросхем. На индикацию под линиями Х1, Х2, Х3 выведите сигнал Y. Константы L1, R# и S# установите в лог.1.

3.2.6. Проверьте результат ввода, как указано выше, в частности проверьте отображение всех выходных сигналов в поле индикации, если какого-то имени нет, удалите связь и создайте ее снова. Сохраните схему под тем же именем ЛР2_1.

3.2.7. Установите нужные микросхемы в колодки согласно правилу, приведенному выше, включите питание стенда и щелкните «Соединиться с устройством». Генератор G1 переведите в режим «2Гц» и запустите. Наблюдайте значения в поле индикации и на диаграмме до ее заполнения.

Остановите генератор, сдвиньте диаграмму влево так, чтобы в ее начале значения сигналов Х1, Х2, Х3 были нулевыми, проверьте совпадение диаграммы Y с заданной.

Если что-то не так, то проверьте правильность соединений согласно рекомендациям по поиску неисправностей или же правильность преобразований в ходе синтеза автомата. Сохраните исправленную схему.