Лабораторные работы по дссау р -5 курс.
Выполняются на программе Digital Works (версия 3).
Задания для выполнения находятся в сети \\Elektronic\student\ТЭТРО
Программа находится в сети \\Elektronic\student\Программы\DW\Install\DW_3
Для регистрации программы запускается файл Keygen.exe формируется код и вводится в программу.
Лабораторная работа №1
Цель работы:Получить навыки работы в программном пакете Digital Works и синтеза простейшей цифровой схемы.
Задания для выполнения работы
1. В соответствии со схемой электрической функциональной устройства (рис. 1) разработать схему электрическую принципиальную в соответствии с Вашим вариантом.
|
|
|
Рис. 1. Схема устройства световой индикации |
2. В соответствии с вариантом необходимо отобразить на входном индикаторе код, соответствующий номеру Вашего компьютера.
Набранный код является ключевой комбинацией, при которой срабатывает устройство индикации, реализующее функцию «бегущий огонь» на выходных светодиодах.
Лабораторная работа № 2.
Цель работы: Получить навыки анализа работы устройств и синтеза простейших цифровых схем.
Схема Lab 2.1
Задания для выполнения работы
Собрать на рабочем поле программы Digital Works схему управления электродвигателем представленную на рис. 2.
|
|
|
Рис. 2. Схема пуска двигателя |
Разобраться в работе схемы и определить, какие элементы отвечают реализацию трех функций:
запуск двигателя (подачи сигнала пуска/работы электродвигателя);
остановка двигателя (подача сигнала остановки электродвигателя);
реализация блокировки (защиты RS триггера от недопустимой комбинации на его входе).
Доработать предложенную схему с целью выявления неисправности в схеме при отработке вышеперечисленных функций и добавить в нее схему самодиагностики разработанной с помощью метода дешифратора.
Продемонстрировать преподавателю работу модифицированной схемы.
* Создать отчет по выполненной работе. В него включить принципиальную схему, описание ее работы, описать как и на каких элементах реализуются заданные функции. Пояснить каким образом определяются ошибки.
Методика выполнения работы
При создании схемы управляющие и индикационные элементы (кнопки, источник питания и светодиоды) берутся из панели инструментов в главном окне программы Digital Works. Другие цифровые элементы выбираются из библиотеки элементов (Parts Centre) которая вызывается нажатием на одноименную кнопку в нижней панели управления. Если элементы не доступны, то необходимо выбрать каталог «Elem». Построение схемы желательно начинать с установки на рабочее поле элементов и потом выполнять их электрическое соединение. Собранную схему запустить в режиме эмуляции, и убедится, что она работает.
Далее можно приступать к выполнению второго задания. Здесь необходимо разобраться в работе схемы, проследить прохождения сигналов при нажатии кнопок управления старт и стоп. Следует учесть, что черный цвет проводника говорит о наличие на нем единичного сигнала, серый – наличие нулевого сигнала. Необходимо определить какие элементы задействованы для реализации заданной функции и для них составить схему проверки их работоспособности.
В качестве примера рассмотрим функцию «Запуска двигателя». Подача команды на запуск осуществляется кнопкой Start и сигнал через элемент DD3 поступает на вход установки RS триггера DD5 который устанавливает на выходе Q единичное состояние.
Итак, нажимая кнопку Start единица приходит на верхний вход элемента DD3 (логическое умножение), далее с выход поступает на вход (S) RS триггера и устанавливает его в единичное состояние (выход Q=1) зажигая светодиод Work. Таким образом, в реализации функции «Запуска двигателя» учувствует кнопка Start, элемент «Логическое умножение» и RS триггер, причем у элемента DD3 и триггера используются используется только часть входов и выходов. Для проверки выполнения функции пуска нам необходимо проконтролировать, чтобы при нажатии кнопки на задействованных ногах элемента DD3 и триггера были единичные сигналы, в противном случае имеется неисправность при выполнении заданной функции.
Для проверки работоспособности составим схему самодиагностики использующею метод дешифратора. Синтез дешифратора осуществляется в 5 этапов.
Этап 1. Выберем на схеме контрольные точки, для подачи этих сигналов в схему самодиагностики:
– контрольную точку (КТ) А расположим после кнопки «Start»;
– контрольную точку В расположим на выходе элемента DD3;
– контрольную точку С расположим на выходе Q RS триггера.
Этап 2. Запишем таблицу истинности для выбранных контрольных точек:
-
А
В
С
Error Start
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
1
1
1
0
Все другие ситуации
1
Этап 3. Запишем таблицу истинности в виде логической функции.
Поскольку нас интересует ситуация когда нет неисправностей в схеме и светодиод Аварии не горит, то есть, выбираем строки с нулем. Логическая функция для нулевых значений выходного сигнала записывается в СКНФ и будет иметь следующий вид:
_ _ _ _ _ _ _
Y = (А+В+С) ∙ (А+В+С) ∙ (А+В+С) ∙ (А+В+С) ∙ (А+В+С) ∙
Этап 4. Упростим полученную логическую функцию, используя метод минимизации «Карт Карно».
В нашем случае происходит объединение по четыре и два выражения, окончательно получим два выражения:
_ _ ____
Y = А ∙ (В+С) использую теорему Де Моргана прейдем к единому базису Y = А ∙ (В ∙ С)
Этап 5. На основе полученной логической функции построим схему самодиагностики (рис. 3). Она состоит из двухвходового логического элемента «И-НЕ» (DD7) на котором перемножаются контрольные точки В, С и двухвходового элемента «И» (DD8) на который заводится выход предыдущего элемента и контрольная точка А.
|
|
|
Рис. 3. Схема пуска двигателя с функцией обнаружения неисправности пуска двигателя |
Обнаружение неисправностей для оставшихся двух функций выполняется аналогичным образом. В результате выполнения лабораторной работы должна быть представлена схема, реализующая проверку работоспособности всех трех функций.
Проверка работы схемы обнаружения неисправности осуществляется путем удаления соединения у «неисправного» элемента.