Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана
А.Б. Красовский, В.А. Соболев
ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОМБИНАЦИОННЫХ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ
Методические указания к практическому занятию в компьютерном классе
по курсу «Электротехника и электроника»
Москва Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
2012
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 621.3 ББК 31.27-02
К78
Рецензент В.Ф. Судаков
Красовский А.Б.
К78 Проектирование комбинационных цифровых устройств : метод. указания / А.Б. Красовский, В.А. Соболев. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. – 27, [5] с. : ил.
В работе рассмотрены основные этапы проектирования цифрового комбинационного устройства для трех входных переменных, алгоритм работы которого задан таблицей истинности в соответствии с технологическим процессом. Проектирование проводится с помощью логического преобразователя программой среды Multisim 10.1, который сразу по таблице истинности выдает модель требуемого устройства в разных базисах.
Приведены описание интерфейса, технологии сборки схем цифровых устройств, устройств визуализации и инструментарии данной среды.
На полученных моделях студенты проверяют работу данного устройства в программной среде моделирования цифровых устройств Multisim 10.1, которая установлена на персональных компьютерах в компьютерном классе кафедры ФН-7. Такое моделирование позволяет студентам наглядно проверить правильность проведенных расчетов и получить навыки работы с данной программой.
Для студентов 4-го курса факультета «Машиностроительные технологии» МГТУ им. Н.Э. Баумана, изучающих дисциплину «Электротехника и электроника».
Рекомендовано Учебно-методической комиссией НУК ФН МГТУ им. Н.Э. Баумана.
УДК 621.3 ББК 31.27-02
c МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ВВЕДЕНИЕ
Комбинационные цифровые электронные устройства (шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры и т. п.) широко применяются в различных системах цифровой обработки информации. Современные компьютерные средства схемотехнического моделирования существенно изменили и в значительной степени упростили процедуру их проектирования. Стало возможным в кратчайшие сроки и практически без материальных затрат создавать различные варианты исполнения таких устройств и проверять их работоспособность, что существенно повышает эффективность творческой деятельности инженеров.
В настоящее время при проектировании электронных устройств наиболее широкое распространение получила специализированная программная среда Multisim 10.1 корпорации National Instruments. Она проста в использовании, наглядна и обладает обширной библиотекой стандартных электронных компонентов и модулей. Она также имеет большое количество виртуальных контрольноизмерительных приборов, по виду и интерфейсу максимально приближенных к их реальным аналогам.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Цель практического занятия — получение практических навыков проектирования комбинационных цифровых электронных устройств с использованием программной среды Multisim 10.1.
1. ЗАДАНИЕ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Спроектировать многофункциональное комбинационное устройство цифровой электроники для автомата управления технологической операцией сортировки термореле в соответствии с полученным вариантом задания из табл. 1. Проектирование провести с использованием программной среды Multisim 10.1.
На вход проектируемого устройства одновременно поступают одноразрядные сигналы Х1, Х2 и Х3 от датчиков контроля параметров термореле, определяющие:
•X1 — диапазон срабатывания по температуре;
•X2 — значение активного сопротивления контактов;
•X3 — значение сопротивления изоляции.
Каждый датчик обеспечивает на своем выходе логическую единицу — 1(+(2,5 . . . 5,0) В), если измеряемая величина находится в допустимом диапазоне, если же она находится вне допустимого диапазона, то соответствующий датчик выдает логический нуль — 0. На выходе устройства формируются сигналы четырех логических функций F1, F2, F3 и F4 для управления исполнительным механизмом сортировки термореле. Значения 1 они принимают при сочетаниях входных сигналов (наборах) Х1, Х2, Х3, десятичные коды которых указаны в табл. 1 вариантов практических
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
F1 |
F2 |
F3 |
F4 |
|
варианта |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
1 |
0, 3, 6, 7 |
1, 5 |
2, 4 |
7 |
|
2 |
0, 1, 3, 6 |
1, 4 |
2 |
7 |
|
3 |
0, 1, 3, 4, 7 |
2 |
5 |
6 |
|
4 |
1, 3, 4, 7 |
0, 2 |
5 |
6 |
|
5 |
1, 2, 3, 5, 6 |
0 |
4 |
7 |
|
6 |
0, 1, 3, 6, 7 |
2 |
5 |
4 |
|
7 |
1, 2, 3, 4 |
0, 5 |
6 |
7 |
|
8 |
0, 1, 2, 7 |
3, 4 |
5 |
6 |
|
9 |
0, 2, 3, 5, 7 |
1, 2 |
4 |
6 |
|
10 |
1, 3, 5, 6, |
0, 2 |
4 |
7 |
|
11 |
0, 2, 3, 4, 7 |
1 |
5 |
6 |
|
12 |
0, 1, 2, 6, 7 |
3 |
4 |
5 |
|
13 |
2, 4, 5, 7 |
0, 1 |
3 |
6 |
|
14 |
0, 3, 4, 5 |
2 |
1, 6 |
7 |
|
15 |
1, 2, 5, 6, 7 |
0 |
3 |
4 |
|
16 |
0, 3, 5, 7 |
1, 2 |
4 |
6 |
|
17 |
1, 3, 4, 6, 7 |
0 |
2 |
5 |
|
18 |
1, 2, 3, 4, 5 |
0 |
6 |
7 |
|
19 |
0, 1, 5, 6 |
2, 4 |
3 |
7 |
|
20 |
1, 2, 4, 5 |
0, 3 |
6 |
7 |
|
|
|
|
|
|
заданий. Для остальных сочетаний входных сигналов эти функции принимают нулевые значения.
При выполнении практического задания необходимо выполнить следующее.
1.Изобразить блок-схему проектируемого устройства с указанием входных и выходных сигналов.
2.Составить таблицу истинности функционирования этого
цифрового комбинационного устройства для своего варианта задания.
5