Исследование логических схем с помощью генератора слов в программе EW.

2.1. Соберите схему, изображенную на рис.2.3. В ней используется интегральная микросхема (ИС) 74 серии, содержащая 4 ЛЭ типа 2И-НЕ. Для выбора этой ИС откройте окно компонентов, выберите группу TTL, а в ней - семейство 74LS_IC. В открывшемся окне выберите ИС 74LS00D.

На условном обозначении этой ИС входы первого ЛЭ обозначены 1А и 1В, а выход – 1Y.

К входам этого ЛЭ подключите генератор слов (Word Generator), расположенный в библиотеке инструментов. Используя справку, изучите назначение и работу генератора.

Рис.2.3

Разверните панель генератора и запрограммируйте его так, чтобы на его выходе получать поочередные последовательности комбинаций 00, 01, 10, 11. Переведите генератор в режим пошаговой работы нажатием кнопки «Step» и включите схему. Нажимая кнопку «Step», подавайте на микросхему слова из заданной последовательности. По состоянию пробника на выходе ЛЭ сравните результат с таблицей истинности ранее исследованного элемента 2И-НЕ.

2.2 Синтезируйте схему, реализующую следующую ФАЛ:

f = ab Ú bc. (2.1)

Соберите схему на ЛЭ типа 2И, 2ИЛИ, НЕ.

Рис.2.4

Подключите к входам схемы генератор слов, к выходу – логический пробник. Генератор слов запрограммируйте на формирование выходной последовательности из восьми двоичных слов, соответствующих десятичным числам от 0 до 7:

0 = 000; 1 = 001; 2 = 010; 3 = 011; 4 = 100;

5 = 101; 6 = 110; 7 = 111.

В пошаговом режиме последовательно подавайте на вход синтезированной схемы эти кодовые комбинации и при помощи логического пробника определите значение логического сигнала на выходе схемы. По полученным результатам заполните таблицу 2.1.

Таблица 2.1

 

a	b	c	F

2.3. Синтезируйте схему, реализующую выражение (2.1) в базисе И-НЕ (на ЛЭ типа 2И-НЕ). Для преобразования этого выражения в базис И-НЕ воспользуйтесь законом де-Моргана:

f = ab Ú bc = f = ab Ú bc = (ab) (bc).

 

Схема, соответствующая полученному выражению, представлена на рис.2.5.

Так же, как и в п.2.2, исследуйте эту схему с помощью генератора слов и сравните таблицы истинности.

Рис.2.5

3. Исследование логических схем с помощью логического преобразователя в программе Multisim.

Для синтеза схемы, реализующей функцию , можно воспользоваться логическим преобразователем (Logic Converter), расположенный в библиотеке инструментов. Используя справку, изучите назначение и работу этого инструмента.

Разверните панель преобразователя и введите с клавиатуры в нижнее окно панели логическое выражение AB + B’C, что соответствует выражению функции (операции ИЛИ соответствует знак +, инверсия обозначается апострофом);

Для реализации схемы на ЛЭ типа 2И, 2ИЛИ, НЕ нажмите клавишу . В результате логический преобразователь выводит на рабочее поле схему, соответствующую введённому выражению.

Сравните полученную схему со схемой на рис.2.4.

Для реализации схемы в базисе И-НЕнажмите клавишу на панели логического преобразователя.

Сравните полученную схему со схемой на рис.2.5.

Используя выражение (2.1) и справку по EW, изучите действия остальных кнопок логического преобразователя.

4. Дополнительные задания.

4.1. Синтез ЦУ на ЛЭ. Синтезировать ЦУ для контроля состояния объекта, к которому подключены 3 одинаковых датчика. Их состояние соответствует логическим переменным А, В, С. Значение переменной равно логической единице, если датчик исправен, в противном случае оно равно логическому нулю.

Результат контроля состояния объекта считается положительным, если хотя бы два датчика из трех исправны. Таким образом, ЦУ должно реализовать мажоритарную логическую функцию F, значение которой равно логической единице при положительном результате контроля и логическому нулю при отрицательном.

ЦУ должно быть реализовано в базисе И-НЕ и содержать минимальный набор ЛЭ.

4.2. Запрограммируйте генератор слов на такую последовательность входных слов, которая была бы пригодна для испытания схем И, И-НЕ с К = 2, 3, 4, 8 входами.

4.3. Найдите аналитическое выражение функции, которая реализуется схемой, приведенной на рис.2.6. Соберите схему, подключите входы D, C, B, A к источнику логических сигналов, а выход – к логическому пробнику. Включите схему и проверьте правильность аналитического выражения.

Рис.2.6

 

4.4. Разработайте схему, формирующую на выходе сигнал F из входных сигналов A, B, C, как показано на рис.2.7.

Рис.2.7

 

Содержание отчета

1. Наименование и цель работы.

2. Перечень приборов и элементов.

3. Схемы ЦУ.

4. Результаты экспериментов.

5. Выводы в результате анализа схем ЦУ.

Контрольные вопросы

 

1. Запись чисел в двоичной и шестнадцатиричной системах счисления.

2. Понятие, назначение, условные обозначения логических операций типов И, ИЛИ, НЕ.

3. Условные обозначение, таблицы истинности, аналитические выражения ЛЭ типов 2И, 2ИЛИ, НЕ,

2И-НЕ, 2ИЛИ-НЕ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ.

4. Характеристики ИС 74 серии из элементной базы EW.

5. Назначение и порядок использования генератора слов. Режимы работы генератора слов.

6. Назначение и порядок использования логического преобразователя. Назначение его кнопок.