2015-05-10
1043
Задание 1. Запустить среду МS10. Открыть файл 9.2.ms10 или собрать на рабочем поле среды MS10 схему для испытания основных и базовых логических элементов (см. рис. 9.2) и установить в диалоговых окнах компонентов их параметры или режимы работы. Скопировать схему (рис. 9.2) на страницу отчёта.
Схема (рис. 9.2) собрана на двоичных основных [ ОR (ИЛИ), AND (И) и NOT (НЕ)] и универсальных (базовых) [ NAND (И-НЕ) и XOR (ИЛИ-НЕ)] логических элементах, расположенных в библиотеке MiscDigital/TIL с уровнем высокого напряжения 5 В. В схему включены ключи 1, 2,..., 9, пробники Х1, Х2, …, Х5 с пороговыми напряжениями 5 В, генератор прямоугольных сигналов Е1 с амплитудой Е = 5 В, длительностью импульса tи = = 0,16 с и периодом Т = 4 с, и логический анализатор XLA1 (см. описание его настройки и работы в п. 2, Приложения 2).
| Рис. 9.2 |
Для удобства измерения сигналов выходы логических элементов подключены к входам 2, 4, 6, 8 и 10 анализатора XLA1. При моделировании происходит медленная развёртка временных диаграмм в окне анализатора. По достижению интервала времени, равном 70…80% ширины окна, следует посредством кнопки Run/Stop выключать процесс моделирования.
|
|
|
Оперируя ключами 1, 2, …, 9, сформировать все возможные комбинации аргументов х 1 и х 2 (00, 10, 01 и 11) на входе дизъюнктора (OR), конъюнктора (AND), штриха Шеффера (NAND) и стрелки Пирса (NOR) и записать значения выходных логических функций yк (0 или 1) в табл. 9.4.
Заметим, что если ключ замкнут, то на этот вход элемента будет подана логическая единица (положительный потенциал 5 В), а при разомкнутом ключе – логический ноль. Поскольку инвертор (NOT) имеет один вход, то для формирования двух значений входного сигнала (логической единицы или логического нуля) достаточно одного ключа 5.
Значения функций исследуемых элементов можно контролироватьс помощью пробников Х1, Х2, …, Х5: если выходной сигнал элемента равен логической единице, то включенный на выходе этого элемента пробник светится. Так, при положении ключей схемы (рис. 9.2) функции элементов OR, AND и NOR равны логической единице.
Т а б л и ц а 9.4
| Дизъюнктор[ИЛИ (OR)] | Конъюнктор [И (AND)] | Инвертор [НЕ (NOT)] | Штрих Шеффера [И-НЕ (NAND)] | Стрелка Пирса [ИЛИ-НЕ (NOR)] | |||||||||
| х 1 | х 2 | y | х 1 | х 2 | y | x | y | х 1 | х 2 | y | х 1 | х 2 | y |
Задание 2. " Перетащить " из библиотеки MiscDigital\TIL на рабочее поле среды MS10 необходимые логические элементы и собрать схему для реализации заданной в табл. 9.5 логической функции у с тремя аргументами а, b и c. Скопировать собранную логическую схему на страницу отчёта.
|
|
|
Т а б л и ц а 9.5
| Вариант | Логическая функция |
| 1, 6, 11, 16, 21, 26 | 
|
| 2, 7, 12, 17, 22, 27 | 
|
| 3, 8, 13, 18, 23, 28 | 
|
| 4, 9, 14, 19, 24, 29 | 
|
| 5, 10, 15, 20, 25, 30 | 
|
Добавить заданий
В качестве примера соберём схему для реализации логической функции
Анализ функции показывает, что для построения логической схемы нам потребуются три инвертора, три дизъюнктора, причем один дизъюнктор с двумя, а два - с тремя входами, и два конъюнктора, причём один с двумя, а другой с тремя входами.
"Перетащим" на рабочее поле среды MS10 необходимые модели логических элементов из библиотеки MiscDigital\TIL, располагая их, начиная с входа, а именно:
- три инвертора NOT (NOT1, NOT2 и NOT3) для получения инверсий 
аргументов a, b и с;
-конъюнктор AND1 с двумя входами для реализации функции ab;
- три дизъюнктора: OR2 для реализации функции y 1 = a + b + c, OR3 для реализации функции y 2 = 
и OR1, реализующий функцию y 3 = = 
разместив их друг под другом (см. рис. 9.3).
| Рис. 9.3 |
Для выполнения функции логического умножения y = y 1 y 2 y 3 добавим в схему конъюнктор AND2 c тремя входами, к выходу которого подключим логический пробник Х2 (уровень высокого напряжения 5 В) для сигнализации появления логической единицы на выходе схемы. "Перетащим" из соответствующих библиотек на рабочее поле источник прямоугольных сигналов Е1 и ключ 1, расположив их на входе схемы.
| Рис. 9.4 |
Соединив "проводниками" входы и выходы элементов в соответствии с логическими выражениями составляющих заданной функции и записав в отчёте ожидаемые результаты выполнения операций на выходах элементов (рис. 9.4), приступим к моделированию, открыв файл 9.2.ms10, размещённый в папке CircuitDesignSuite 10.0 среды МS10.
С этой целью вначале щелкнем мышью на кнопке Run/Stop, затем нажмём управляющую ключом клавишу с цифрой 1 клавиатуры. Если соединения элементов выполнены правильно, то пробник Х2 засветится. При выключении ключа 1 пробник гаснет и т. д. По окончании моделирования щёлкнем мышью на кнопке Run/Stop.
Примечания.
1. Основным измерительным прибором для проверки цифровых электронных схем является логический пробник. После двойного щелчка мышью на его изображении в открывшемся окне нужно задать уровень высокого напряжения, например, 5 В (см. рис 9.4), при котором он светится. Если пробник не светится, то это обычно означает, что уровень проверяемого напряжения находится в промежутке между высоким и низким. Поиск неисправностей нужно начинать с проверки подачи сигналов высокого уровня генератором сигналов на входы элементов, затем проверить правильность выполнения ими логических функций в схеме и проконтролировать появление сигналов на выходах.
2. Таблицы истинности для рассмотренных библиотечных логических элементов можно вызвать нажатием клавиши помощи F1 после выделения на схеме соответствующего элемента.
