
- •Изучение принципов синтеза и анализа простейших логических схем
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Таблица истинности цифровой схемы
- •1.2. Синтез схемы по заданному логическому выражению
- •1.3. Реализация цифровых схем на базовых лэ
- •1.3.1. Реализация цифровой схемы на базовых лэ и-не
- •1.3.2. Реализация цифровой схемы на базовых лэ или-не
- •1.4. Моделирование цифровых схем
- •1.5. Особенности проектирования цифровых схем
- •1.6. Общие требования к оформлению схем
- •2. Самостоятельная подготовка к выполнению лабораторной работы
- •2.1. Требования к оформлению отчета
- •2.2. Контрольные вопросы
- •2.3. Индивидуальные задания
- •3. Порядок выполнения лабораторной работы
- •3.1 Порядок выполнения работы на лабораторном макете
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а №2
Изучение принципов синтеза и анализа простейших логических схем
Цель работы: Изучение принципов анализа и синтеза простейших логических схем. Приобретение практических навыков синтеза цифровой схемы (по заданному логическому выражению и заданной таблице истинности); проверки работоспособности синтезированной схемы; описания работы цифровой схемы с помощью диаграммы; реализации цифровой схемы на заданном (произвольном) наборах логических элементов.
Лабораторная работа состоит из двух этапов:
1. Подготовка к выполнению лабораторной работы. Заключается в выполнении студентом индивидуального задания в соответствии с вариантом, указанным преподавателем. Задание предъявляется для проверки преподавателю до начала лабораторной работы. Студент допускается к выполнению лабораторной работы, если задание выполнено правильно.
2. Практическая часть. Заключается в моделировании, макетировании и проверке работоспособности схем индивидуального задания.
1. Теоретическая часть
В большинстве случаев цифровая схема содержит большое количество последовательно соединенных логических элементов, которые реализуют требуемую логическую функцию. Процедуру определения логических операций, которые производит каждый логический элемент в схеме в отдельности и какую функцию выполняет структура элементов схемы в целом, называют анализом схемы.
Для описания любой цифровой схемы могут быть составлены таблица истинности, логическая функция или диаграмма работы.
1.1. Таблица истинности цифровой схемы
В качестве примера составим таблицу истинности для цифровой схемы с двумя входами, представленной на рисунке 1.1.
Рис. 1.1 – Цифровая схема с двумя входами
Цифровая схема с двумя входами (А, В) имеет 4 варианта комбинаций входных сигналов: 00, 01, 10 и 11 (22 = 4), которые определяют значение выходного сигнала F.
Первый элемент
схемы является элементом НЕ. На выходе
этого элемента будет инвертированное
значение входного сигнала А, т.е. на
выходе этого элемента будет значение
.
Второй элемент схемы является элементом
2И. Обозначим выход этого элемента как
Р. На выходе Р элемента 2И будет логическое
произведение сигналов
и В, т.е.
.
Третий элемент
схемы является элементом НЕ. На выходе
этого элемента будет инвертированное
значение сигнала Р, т.е.
или иначе
.
В зависимости от комбинаций входных сигналов на выходах элементов получим значения, которые заносим в таблицу истинности цифровой схемы.
Таблица 1.1 – Таблица истинности узлов цифровой схемы с двумя входами
Вариант |
Входные сигналы |
Промежуточные узлы |
Выходное значение | ||
|
B |
A |
|
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
3 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
4 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
Цифровая схема с тремя входами (например, А, В и С) имеет 8 различных комбинаций входных сигналов: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 и 111 (23 = 8).
Цифровая схема с четырьмя входами (например, А, В, С и D) имеет 16 различных комбинаций входных сигналов: 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000, 1001, 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111 (24 = 16).