Построение схемы исследования логического элемента "или-не"

Запустите при помощи ярлыка на рабочем столе Windows программу Electronics Workbench.

Построение схемы рис. 10 произведем в два этапа: сначала разместим, как показано на рис. 10 пиктограммы элементов, а затем последовательно соединим их.

1. Щелкните по кнопке

панели библиотек компонентов и контрольно-измерительных приборов. Из появившегося окна логических элементов вытащите пиктограмму логического элемента NOR ("ИЛИ-НЕ").

2. Щелкните по кнопке

Из появившегося окна последовательно вытащите пиктограммы логических пробников .

3. Разверните логические пробники, так как показано на рис. 10. Для этого на панели функций воспользуйтесь кнопкой поворота

.

4. Щелкните по кнопке

панели библиотек компонентов и контрольно-измерительных приборов. Из появившегося окна индикаторов вытащите пиктограмму генератора слов

.

5. Расположите методом буксировки пиктограммы элементов так, как показано на рис. 10 и соедините элементы согласно рисунку.

6. Двойным щелчком кнопки мыши откройте лицевую панель генератора слов.

В левой части панели генератора слов отображаются кодовые комбинации в шестнадцатеричном коде, а в нижней части - в двоичном.

7. Заполним окно шестнадцатеричного кода кодовыми комбинациями, начиная с 0 в верхней нулевой ячейке и далее с прибавлением 1 в каждой последующей ячейке. С этой целью щелкните по кнопке , в появившемся окне предустановок включите опциюUp counter и щелкните по кнопке Accept.

8. В окне Frequency установите частоту формирования кодовых комбинаций равной 1 Гц.

Последовательности двоичных чисел 00, 01, 10 и 11 соответствует в шестнадцатеричном коде - 0, 1, 2, 3. Запрограммируем генератор на периодическое формирование указанной последовательности чисел.

9. Наберите в окне Final число 0003 и щелкните на кнопке Cycle.

10. Запустите процесс моделирования при помощи выключателя. Наблюдайте, при каких сочетаниях входных сигналов на выходе логического элемента появится "1". Щелкая по кнопке Step, заполните в Отчете таблицу истинности для элемента "ИЛИ-НЕ". Остановите процесс моделирования при помощи выключателя.

11. Сохраните файл в папке с вашей Фамилией под именем Zan_17_01 .

3. Краткое описание методики синтеза простых логических схем по таблице истинности.

Примечание: Соответствие между обозначениями, принятыми в программе Electronics Workbench и обозначениями, принятыми в России, приведено в следующей таблице:

Обозначения переменных, принятых в России	X3	X2	X1	X0	Y
Обозначение переменных, принятых в программе Electronics Workbench	A	B	C	D	F (OUT)

Таблицы истинности. Рассмотрим ПФ от четырех аргументов D, C, B и A, заданную в табличной форме. Максимальное значение числа N ПФ от четырех элементов определяется по формуле:

N = 2³ ·1 + 2²·1 + 2¹ ·1 + 2⁰ ·1.

Приведем в качестве примера таблицу истинности ПФ от четырех переменных.

Таблица 3

Полностью определенная таблица истинности ПФ логической схемы.

N	A	B	C	D	F
0	0	0	0	0	0
1	0	0	0	1	1
2	0	0	1	0	0
3	0	0	1	1	1
4	0	1	0	0	0
5	0	1	0	1	1
6	0	1	1	0	0
7	0	1	1	1	1
8	1	0	0	0	0
9	1	0	0	1	0
10	1	0	1	0	1
11	1	0	1	1	1
12	1	1	0	0	1
13	1	1	0	1	0
14	1	1	1	0	1
15	1	1	1	1	1

Первый столбец таблицы содержит десятичные числа, для которых в следующих четырех столбцах записан их двоичный эквивалент, образующий комбинацию входных переменных ПФ.

Например

n = 4 = 2³·0 + 2²·1 + 2¹·0 + 2⁰·0

В последнем столбце таблицы заданы значения выходной переменной F ПФ.

Таблица истинности ПФ обычно задается в следующей сокращенной форме (соответствует Таблице 1). В сокращенной записи таблицы истинности ПФ опущены столбцы, содержащие значения входных переменных. Эти значения легко восстанавливаются путем перевода чисел из столбца N в двоичную систему счисления.

Таблица 4

Таблица истинности ПФ логической схемы.

N	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
F	0	1	0	1	0	1	0	1	0	0	1	1	1	0	1	1

Задача исследования:

• Получить выражение для ПФ, заданной в табличной форме.

• Полученное выражение для ПФ минимизировать.

• Синтезировать логическую схему для полученной ПФ.

Минимизацию ПФ можно провести с помощью карт Карно или при помощи Логического Преобразователя (Logic converter) программы Electronics Workbench.

4. Иллюстрация возможностей САПР Electronics Workbench при проектировании логических схем по таблице истинности.

1. Создайте новый файл.

2. Щелкните по кнопке

панели библиотек компонентов и контрольно-измерительных приборов. Из появившегося окна индикаторов вытащите пиктограмму Логического Преобразователя (Logic converter)

.

3. Двойным щелчком на пиктограмме откройте лицевую панель. На панели отображены клеммы-индикаторы входов A, B, C, D, E …. и одного выхода – последний столбик справа Out. Последовательно щелкните по четырем круглым кнопкам на верхней части панели логического преобразователя, соответствующим символам A, B, C и D. На левой панели должны появиться числа, соответствующие входным переменным логической схемы. В столбце Out, соответствующему выходному значению ПФ, находятся нули.

4. Выделяя нужные позиции в столбце Out, введите при помощи клавиатуры единицы в соответствии с Таблицей 4. В результате получим таблицу истинности рассмотренного выше примера. Логический преобразователь подготовлен к работе.

5. Нажмите при помощи мышки кнопку . Врезультате в нижней строке логического преобразователя появится логическая функция, соответствующая заданной таблице истинности. Занесите эту функцию в отчет.

Примечание: в качестве символа отрицания в программе Electronics Workbench принят апостроф ( ' ).

6. Нажмите при помощи мышки кнопку . В результате в нижней строке логического преобразователя появится минимизированная логическая функция, соответствующая заданной таблице истинности. Занесите эту функцию в отчет.

7. Нажмите при помощи мышки кнопку . В результате в окне программыElectronics Workbench появится логическая схема, соответствующая заданной ПФ. Результат покажите преподавателю.

5. Иллюстрация возможностей САПР при проектировании простых логических схем по логической функции

Переключательная функция (ПФ) может быть задана в дизъюнктивной нормальной форме (ДНФ) или в конъюнктивной нормальной форме (КНФ). Логический Преобразователь (Logic converter) программы Electronics Workbench работает только с ПФ, заданной в дизъюнктивной нормальной форме.

Задача исследования:

• Преобразовать ПФ

F = (1)

в форму таблицы истинности и синтезировать по ней логическую схему.

Порядок выполнения:

1. Создайте новый файл. Вытащите пиктограмму Логического Преобразователя (Logic converter). Откройте лицевую панель.

2. Введите при помощи клавиатуры в нижнюю строку Логического преобразователя выражение (1) переключательной функции и нажмите на кнопку .

3. Для получения функциональной схемы в базисе НЕ. 2И, 2ИЛИ, соответствующей заданной ДНФ, нажмите на кнопку .

Покажите полученную таблицу истинности и логическую схему преподавателю.