Материал: Проектирование комбинационных цифровых устройств (120

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

3.По заданной таблице истинности с помощью блока Logic Conventer составить для каждой функции логическое уравнение в совершенной дизъюнктивной нормальной форме (СДНФ), минимизировать их.

4.Построить схему цифрового устройства, реализующую минимизированные логические уравнения функций F1, F2, F3 и F4 в базисе И, ИЛИ, НЕ с помощью блока Logic Conventer.

5.Построить схему этого цифрового устройства, реализующую минимизированные логические уравнения функций F1, F2, F3 и F4

вбазисе И—НЕ с помощью блока Logic Conventer.

6.Сравнить булево выражение логической функции F1 в базисе И—НЕ, реализуемое полученной схемой, с булевым выражением этой же функции, полученным путем преобразования минимизированной дизъюнктивной нормальной формы выражения функции F1 в базис И—НЕ.

7.Провести моделирование устройства в базисе И—НЕ. При синтезе модели необходимо минимизировать количество используемых логических элементов путем использования общих логических элементов для разных выходных функций. По результатам моделирования построить таблицу истинности и сравнить ее с исходной таблицей задания. В случае несовпадения таблиц найти ошибки при выполнении пп. 1—6 либо при составлении модели, а

вслучае их совпадения перейти к следующему пункту задания.

8.Из каталога цифровых интегральных микросхем подобрать соответствующие микросхемы для реализации данного устройства.

9.Построить принципиальную электрическую схему разработанного цифрового устройства.

10.Оформить отчет:

•записать исходные данные согласно своему варианту практического задания;

•изобразить блок-схему проектируемого комбинационного устройства;

•составить таблицу истинности для заданных выходных логических функций;

•записать полученные СДНФ для каждой функции и их минимизированные выражения;

6

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

•изобразить схемы цифрового комбинационного устройства в базисе И, ИЛИ, НЕ и в базисе И—НЕ, полученные с помощью блока Logic Conventer для каждой функции;

•привести результаты сравнения при выполнении п. 6 задания;

•изобразить минимизированную схему комбинационного устройства в базисе И—НЕ путем объединения общих логических элементов для выходных функций;

•сделать копию экрана (Prt Scr) для любого набора входных параметров работы модели, когда функция F1 принимает единичное значение;

•привести таблицу истинности, полученную на модели комбинационного цифрового устройства;

•изобразить принципиальную электрическую схему спроектированного комбинационного цифрового устройства.

2.ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

Пример записи исходных данных на проектирование комбина-

ционного устройства приведен в табл. 2.

Этап 1. Изображаем блок-схему проектируемого комбинационного устройства, как показано на рис. 1.

Рис. 1

7

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Этап 2. Составляем таблицу истинности комбинационного устройства.

Учитывая, что при трех входных логических переменных X1, X2, X3 можно получить восемь их возможных комбинаций, составляем таблицу истинности функционирования проектируемого устройства (табл. 3).

Этап 3. Активируем программную среду Multisim 10.1. Запускаем среду Multisim 10.1 с помощью ее Ярлыка на Рабо-

чем столе или из меню Пуск среды Windows: Пуск / Все программы / National Instruments / Circuit Design Suite 10.1 / Multisim10.1 (приложение 2).

Этап 4. Составляем уравнение в СДНФ для каждой логической функции и их минимизированных выражений с помощью блока Logic Conventer.

Блок Logic Conventer из библиотеки Multisim 10.1 применяется для определения логической функции в СДНФ по ее таблице истинности от двух до восьми входных переменных A, B, . . . , H, ее минимизации и синтеза в базисах И, ИЛИ, НЕ и И—НЕ. Он находится на панели инструментов. Устанавливаем его в рабочем окне среды Multisim 10.1. Для этого в рабочее окно программы из панели инструментов перенесем блок Logic Conventer (XLC1) и двойным щелчком левой кнопки мыши откроем его диалоговое окно (рис. 2) и активируем три переменные A, B и С.

8

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Рис. 2

Составляем заданную таблицу истинности поочередно для каждой функции F1, F2, F3 и F4 и с помощью нажатия кнопки

получаем аналитическую форму этой функции в СДНФ. На рис. 2 приведена таблица истинности для функции F1 и ее СДНФ. Здесь символ С соответствует переменой Х1, символ В — Х2, а символ А — Х3, а апострофы означают отрицание переменной. Таким образом, СДНФ для каждой функции будут иметь следующие выражения:

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Далее с помощью кнопки производим минимизацию этого выражения. Проделываем это поочередно для каждой функции.

Таким образом, минимизированные выражения имеют следующий вид:

Из формул (2) видно, что в данном случае минимизируется только функция F1.

Этап 5. Синтезируем логические функции в базисе И, ИЛИ и НЕ.

Синтезируем каждую логическую схему в базисе И, ИЛИ, НЕ. Для этого поочередно для каждой логической функции снова заполняем таблицу истинности в блоке Logic Conventer. Построение логической схемы в базисе И, ИЛИ, НЕ осуществляется нажатием

кнопки (рис. 3).

Рис. 3

10