Разработка конечного цифрового аппарата (стр. 4 из 5)
С использованием закодированных состояний, строится таблица истинности для выходов автомата. Отсутствующие выходы для не существующих закодированных состояний обозначаются *.
Таблица 3.1 Таблица истинности для выходов автомата
Таблица 3.2 Карты Карно для V по СДНФ
3.3 Минимизация функций переходов автомата
Используя кодированные состояния, строится таблица истинности для переходов автомата. Отсутствующие переходы для не существующих кодированных состояний обозначаются *.
Таблица 3.3 Таблица истинности для переходов автомата
Минимизация функций (d1,d2, d3) по Картам Карно
Таблица 3.4 Карты Карно для d1 по СДНФ
.Таблица 3.5 Карты Карно для d2 по СДНФ
.Таблица 3.6 Карты Карно для d3 по СДНФ
.3.4 Перевод функций в заданный базис
При помощи основных алгебраических действий и (закона де Моргана), минимизируем функции в базис {и-не}.
3.5 Теоретическая функциональная схема КЦА
Теоретическая функциональная схема КЦА (Приложение А) строится каскадным принципом с помощью минимальных функций V, d0, d1, d2, логического двухходового элемента {и-не} и устройства, осуществляющего задержку между переходами автомата.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ КЦА В EWB
4.1 Основные сведенья о программе EWB
Приложение Electronics Workbench представляет собой средство программной разработки и имитации электрических цепей. Интерфейс пользователя состоит из полоски меню, панели инструментов и рабочей области. Полоса меню состоит из следующих компонент: меню работы с файлами (File), меню редактирования (Edit), меню работы с цепями (Circut), меню анализа схем (Analysis), меню работы с окнами (Window), меню работы с файлами справок (Help).
Панель инструментов состоит из "быстрых кнопок", имеющих аналоги в меню, кнопок запуска и приостановки схем, набора радиоэлектронных аналоговых и цифровых деталей, индикаторов, элементов управления и инструментов.
4.2 Интерфейс EWB
Интерфейс EWB подобен реальному рабочему месту разработчика электронных схем. Все что вам необходимо для разработки и тестирования электронных схем собрано вместе и находится прямо перед вами или под рукой и легко доступно.
Самая большая центральная область - рабочее пространство (workspace) - место, где вы будете собирать и тестировать схемы.
Рядом с рабочим пространством находится линейка элементов ( parts bin).
А вот сверху вы найдете меню, иконки приборов и переключатель питания для активизации собранной схемы. Все действия, необходимые для работы в пакете EWB, такие как перемещение элементов схемы, соединение элементов между собой, перемещение по рабочей области экрана и линейке элементов осуществляются с помощью манипулятора типа мышь, что существенно облегчает работу с пакетом.
4.2.1 Логический элемент 2-И-НЕ
Мнемоническое правило для И-НЕ с любым количеством входов звучит так: На выходе будет:
· "1" тогда и только тогда, когда хотя бы на одном входе действует "0",
· "0" тогда и только тогда, когда на всех входах действуют "1"
Рис. 4.1 – Логический элемент 2-И-НЕ
4.2.2 Логический анализатор
Логический анализатор используется для наглядного представления и измерения параметров сигнала. Имеет 8 независимых входов для анализа сигналов, обозначенных цифрами от 1 до 8. Логический анализатор выдает информацию в виде временных диаграмм, аналогичных тем, которые были бы получены при подсоединении к реальной схеме осциллографа. Слева внизу на панели логического анализатора находятся клеммы для подключения к исследуемым точкам схемы. Справа от них отображается шестнадцатеричный код поданного на входы анализатора числа, причем вход "1" считается старшим разрядом числа, а вход "8" - младшим. Эта информация может оказаться полезной при синтезе счетчиков. Информация, поступающая на входы "1" .. "8", располагается на экране анализатора сверху вниз, т.е. вход "1" - самая верхняя строка на экране, вход "8" - самая нижняя. Также выдает их двоичное и шестнадцатеричное представление.
Рис. 4.2 – Логический анализатор
Рис. 4.3 – Расширенное окно логического анализатора
4.2.3 Логический конвертер
Внешний вид логического преобразователя показан на рис.4.8 На лицевой панели преобразователя показаны клеммы-индикаторы входов А, В,..., Н и одного выхода OUT, экран для отображения таблицы истинности исследуемой схемы, экран-строка для отображения ее булева выражения (в нижней части).
Рис. 4.4 – Логический конвертер
Рис. 4.5 – Расширенное окно логического конвертера
В правой части панели расположены кнопки управления процессом преобразования (CONVERSIONS) позволяющих осуществлять логические преобразования функции с числом переменных от 1 до 8:
Логический анализ га-входового устройства с одним выходом (входы исследуемого устройства подключаются к клеммам Н, а выход — к клемме OUT). В этом случае, используя кнопки управления, получим:
· булево выражение, реализуемое устройством
· таблицу истинности исследуемого устройства
· схему устройства на логических элементах без ограничения их типа
· минимизированное булево выражение;Синтез логического устройства по таблице истинности
· схему устройства только на логических элементах ИЛИ-НЕ;
· схему устройства только на логических элементах И-НЕ
4.3 Результат работы функциональной схемы КЦА
4.3.1 Без применения устройства, осуществляющего задержку между переходами автомата
Подключаем к входам логического анализатора a , x0 , x1 , x2 ,V, d1 , d2 , d3 .
Пики диаграмм анализатора соответствуют логической единице, а впадины – логическому нулю.
Исходя из этого, сравнив функции переходов и выходов автомата с диаграммами логического анализатора, следует, что построенная функциональная схема КЦА работает верно.
Таблица 4.1 Таблица истинности для переходов и выходов автомата
