metodichki_SAEY / Схемотехника метода (1)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский технический университет связи и информатики

Кафедра Радиоприёмных устройств

Исследование логических схем в среде MicroCap

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА НА ПК

Москва 2013

План УМД 2012/2013 уч.г.

Исследование логических схем в среде MicroCap

Лабораторная работа на ПК

Составитель: Ильина Л.Н.

Исследование логических схем в среде MicroCap

1. Цель работы:

1.1 Исследование стандартных типов логических устройств

1.2 Освоение методов синтеза логических элементов по заданной таблице истинности и наоборот.

2. Задание: 2.1 Изучить изложенный на лекциях материал. Изучить параметры стандартных логических элементов 2.2 а) Синтезировать логическую схему с помощью стандартных логических элементов в соответствии с вариантом индивидуального задания. б) Составить таблицу истинности по заданной логической схеме. Если результат представляет собой константу (постоянное значение) – необходимо изменить схему таким образом, чтобы результат имел переменный характер.

3. Методические указания по выполнению работы:

3.1 Загрузить программу схемотехнического моделирования MC 7…9 двойным щелчком по ее пиктограмме; при этом на экране появляется рабочее окно главного меню.

3.2 На верхней командной линейке выбираем режим ФАЙЛ (FILE) и по команде СОЗДАТЬ (NEW) открываем новый схемный файл (SCHEMATIC) с расширением .cir, где будем создавать чертеж исследуемой схемы.

3.3 Задать имена и значения атрибутов анализируемой схемы. Формат и список параметров схемотехнической модели, приводимой в окне настройки, для логических элементов приведен ниже. Знак + означает, что далее следует программная строка. Знак * в таблице и модели означает, что входов и выходов может быть более 1.

Формат: U<название> <тип вентиля> [(<параметры>)*]

+<питание> <земля>

+<вход>* <выход>*

+<название временной модели>

<название модели ввода/вывода>

+[MNTYMXDLY=<выбор значения задержки>]

+[IO_LEVEL=<выбор значения подсхемы интерфейса>]

Пример: Вентиль И-НЕ с тремя входами:

U1 NAND(3)

+$G_DPWR $G_DGND

+IN1 IN2 IN3 OUT

+D0_GATE IO_STD

+MNTYMXDLY=0

+IO_LEVEL=2

Команда PART: <название элемента> – определяет символьное название элемента. Примеры: U1 Uor USELECT

Команда TIMING MODEL: <название временной модели> – определяет название временной модели. Описание временной модели можно осуществить либо в текстовой области (файл Split text), либо в

окне настройки схемы или в библиотеке.

Примеры: D0_gate

DLY1

GATEDLY

Команда I/O MODEL: <название модели ввода-вывода> – дает название блоку определения модели

ввода-вывода. Описание этой модели можно также осуществить в окне схемы или в библиотеках.

Примеры: IO_STD

IO_ACT_OC

IO_HC

Команда MNTYMXDLY: <значение выбора задержки> – служит для выбора минимальной, типичной, или максимальной задержки для временной модели вентиля. По умолчанию значение 0.

Если MNTYMXDLY = 0 – берется значение DIGMNTYMX в Глобальных Установках (Global Settings)

в меню Options. Если MNTYMXDLY:

=1 – берется минимальная задержка из временной модели,

=2 – берется типичная задержка,

=3 – берется максимальная задержка,

=4 – берется усредненная задержка (минимум/максимум).

Команда IO_LEVEL: <значение выбора подсхемы интерфейса> – определяет значение IO_LEVEL

для выбора одного из четырех стандартных интерфейсов. В MС5 переход от цифрового сигнала к аналоговому осуществляется через логические подсхемы. Этот параметр как раз и выбирает такую подсхему, которая будет вызываться каждый раз, когда аналоговое устройство будет подсоединяться к вентилю. По умолчанию значение равно 0.

O_LEVEL = 0 – берется значение DIGIOLVL в Глобальных Установках (Global Settings) в меню Options.

=1 – берется AtoD1/DtoA1

=2 – берется AtoD2/DtoA2

=3 – берется AtoD3/DtoA3

=4 – берется AtoD4/DtoA4

Команда POWER NODE: <питание> – определяет узел питания, который будет использоваться подсхемой интерфейса, если аналоговое устройство подключено к вентилю.

Пример: $G_DPWR

Команда GROUND NODE: <земля> – определяет узел заземления, который будет использован под-

схемой интерфейса в случае подключения аналогового устройства к вентилю.

Пример: $G_DGND

Формат описания временной модели, приводимой в файле Split Text:.model <название временной

модели> UGATE ([параметры модели]) (табл. 1.3, б).

Пример: .model DLY1 UGATE (tplhty=10nstplhmx=25nstphlty=12nstphlmx=27ns)

Delay low to high, min – минимальное (номинальное, максимальное) время задержки вход–выход при переключении от 0 к 1;

Delay high to low, min – минимальное (номинальное, максимальное) время задержки вход–выход при переключении от 1 к 0.

3.4 Способы задания параметров сигнала в генераторе STIM

Программа МС может обеспечивать достаточно сложные цифровые последовательности. Форма выходного сигнала задаётся одним из двух способов:

• FSTIM – параметры сигнала записываются пользователем в файл, имя которого указывается в атрибуте FILE, и он содержится в библиотеке DIGIO.LIB,при моделировании такого генератора в атрибутах указывается имя файла;

• STIM – в атрибуте COMMAND указывается имя команды – условное обозначение набора команд, формирующих цифровой сигнал, например PART 1, INN или др. По директиве .define PART 1 в текстовом окне описания параметров цифрового сигнала записываются последовательные по времени состояния генератора.

В данной работе рассматриваются STIM генераторы.

Командные последовательности, задающие форму цифрового сигнала, могут быть представлены в различном виде. Ниже приведены несколько примеров, рис. 4…7

Пример 1.

.DEFINE IN1

+0NS 1

+10NS 0+20NS 1

Рис. 4

Первая строка указывает состояние генератора в начале счёта, в данном

z случае 1. Вторая и третья строки – выходные уровни спустя 10нс и 20нс от начала; символ + означает начало новой строки команды.

Пример 2.

В приведенном ниже примере второй символ + указывает на продолжение предыдущей строки, при этом начало последующего временного интервала отсчитывается от конца предыдущего.

.DEFINE IN3

+0NS 0

+LABEL=BEGIN

+ +5NS 1

+ +5NS 0

+ +5NS GOTO BEGIN -1 TIMES

Рис. 5

В рассматриваемом примере переменная LABEL – имя метки, в данном случае < BEGIN>, используется для организации цикла с помощью оператора перехода GO TO, который передаёт управление на строку, следующую за оператором LABEL = <имя метки>. Переменная <n> times задаёт количество повторяющихся циклов GO TO, при =-1 задаётся бесконечное повторение цикла.

Пример 3.

.DEFINE IN4

+LABEL=BEGIN

+ +0NS 00

+ +5NS 01

+ +5NS 10

+ +5NS 11

+ +5NS GOTO BEGIN -1 TIMES

Рис. 6

Этот вариант отличается от предыдущих тем, что цифровой генератор обеспечивает две цифровых последовательности.

Пример 4.

.DEFINE IN5

+LABEL=BEGIN

+ +0NS INCR BY 01

+ +10NS GOTO BEGIN UNTIL GE 06

+ +10NS F0

+ +10NS F1

Рис. 7

В этом примере генератор имеет восемь выходных сигналов.

Варианты заданий:

1)

1 задание

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

2 задание

2)

1 задание

0 0 0

0 1 0

1 0 1

1 1 0

2 задание

3)

1 задание

0 0 0

0 1 0

1 0 1

1 1 1

2 задание

4)

1 задание

0 0 0

0 1 1

1 0 0

1 1 0

2 задание

5)

1 задание

0 0 0

0 1 1

1 0 0

1 1 1

2 задание

6)

1 задание

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

2 задание

7)

1 задание

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

2 задание

8)

1 задание

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 0

2 задание

9)

1 задание

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 1

2 задание

10)

1 задание

0 0 1

0 1 0

1 0 1

1 1 0

2 задание

11)

1 задание

0 0 1

0 1 0

1 0 1

1 1 1

2 задание

12)

1 задание

0 0 1

0 1 1

1 0 0

1 1 0

2 задание

13)

1 задание

0 0 1

0 1 1

1 0 0

1 1 1

2 задание

14)

1 задание

0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 0

2 задание

15)

1 задание

0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 1

2 задание

16