3.8 Логічний перетворювач

Інструмент Logic Converter розташований на панелі інструментів Instruments і призначений для виконання ряду формальних перетворень комбінаційних схем, таблиць істинності і булевих виразів. Максимальна кількість логічних змінних булевого вираження - 8.

Цьому віртуальному приладу немає аналога у реальному світі. Зовнішній вигляд шаблону і лицьової панелі логічного перетворювача показані на рис. 3.11.

Логічний перетворювач може бути використаний для виконання наступних формальних перетворень :

	- формування таблиці істинності за досліджуваною комбінаційною схемою;
	- синтез булевого вираження по таблиці істинності;
	- синтез мінімізованого булевого вираження по таблиці істинності;
	- формування таблиці істинності по булевому вираженню;
	- синтез логічної схеми з будь-яких логічних елементів по булевому вираженню;
	- синтез логічної схеми на елементах І-НЕ по булевому вираженню.

Рисунок 3.11 - Логічний перетворювач

Мінімізація булевих виразів здійснюється методом Квайна-МакКласки оскільки, на відміну від популярного методу карт Карно, для нього немає принципових обмежень по числу логічних змінних.

3.9 Введення таблиці істинності

Таблиця істинності відображується у вікні редагування в лівій частині лицьової панелі логічного перетворювача. Для побудови довільної таблиці істинності необхідно виконати наступні дії.

1. Клацаннями кнопки миші на розміщених вгорі клемах A, B, C, D, E, F, G, H, виділяється необхідна кількість логічних змінних.

2. У лівій частині вікна редактора автоматично формується повний масив перестановок логічних змінних. За умовчанням значення булевої функції для кожної перестановки рівне балка.0.

3. За допомогою лінійки вертикальної прокрутки виконується пошук значень булевих функцій для усіх перестановок і, при необхідності, балка.0 змінюються на балку.1 або 'X'.

3.10 Логічний аналіз комбінаційної схеми

Функції логічного перетворювача краще проілюструвати прикладом. Нехай необхідно виконати логічний аналіз і по можливості мінімізувати комбінаційну схему на рис. 3.12.

Рисунок 3.12 - Включення логічного перетворювача

Крок 1. Підключення комбінаційної схеми до логічного перетворювача.

Входи досліджуваної 8-входовой комбінаційної схеми підключаються до клем A, B, C, D, E, F, G, H шаблону логічного перетворювача, а вихід - до клеми Out.

Рисунок 3.13 - Таблиця істинності за комбінаційною схемою

Крок 2. Формування таблиці істинності комбінаційної схеми.

Після клацання кнопкою миші на шаблоні логічного перетворювача, відкривається лицьова панель. Після натиснення кнопки в лівій частині лицьової панелі формується таблиця істинності булевої функції восьми логічних змінних досліджуваної комбінаційної схеми.

Крок 3. Формування аналітичного запису булевого вираження по таблиці істинності.

Зміст таблиці істинності, що складається з 2⁸ = 256 рядків, неочевидно. Для компактнішого запису булевого вираження натискається кнопка . В рядку редактора, розташованій в нижній частині лицьовій панелі з'являється аналітична форма запису булевого вираження.

Крок 4. Формування аналітичного запису мінімізованого булевого вираження по таблиці істинності.

Аналітична форма запису булева вирази компактніше таблиці істинності, але очевидно, що дане булевий вираження можна і треба мінімізувати. Для здійснення мінімізації натискається кнопка . Вміст рядка редактора змінюється. Тепер в ній розташовується коротша аналітична форма запису мінімізованого булевого вираження :

A'+B'+C'+D'

Крок 5. Формування таблиці істинності по аналітичному запису булевого вираження.

Формування таблиці істинності по булевому вираженню здійснюється натисненням кнопки . Оскільки раніше в рядку редактора був поміщений результат мінімізації булевого вираження, вид і зміст знову отриманої таблиці істинності змінюється.

Рисунок 3.14 - Таблиця істинності по булевому вираженню

Крок 6. Формування комбінаційної схеми по аналітичному запису булевого вираження.

На підставі таблиці істинності мінімізованого булевого вираження синтезується еквівалентна комбінаційна схема. Якщо натиснути кнопку , то після перетворення вийде схема, складена з довільних логічних елементів. Якщо натиснути кнопку , то результатом перетворення буде логічна схема, складена з універсальних елементів І-НЕ. На рис. 3.15 згори зображений перший варіант перетворення, внизу - другий.

Рисунок 3.15 - Комбінаційна схема по булевому вираженню

На жаль, іноді із-за обмежень, пов'язаних з витратою пам'яті, виконати мінімізацію або синтезувати складну комбінаційну схему засобами Electronics Workbench не представляється можливим.

Рисунок 3.16 - Повідомлення про неусувну помилку EWB

У таких випадках слід змінити обчислювальну платформу або виконувати логічні перетворення за допомогою досконаліших програмних продуктів, наприклад таких, як система комп'ютерної математики Waterloo Maple.