Лабораторна
робота № 8
Моделювання й дослідження роботи вузлів комутації й контролю з використанням програми Electronіcs Workbench
Мета роботи:
Метою лабораторної роботи є: одержання практичних навичок у побудові й контролі працездатності таких вузлів як дешифратори, шифратори, мультиплексоры, демультиплексоры, перетворювачі кодів, розподільники сигналів і схем контролю парності; вивчення можливостей програми Electronіcs Workbench по побудові й дослідженню перерахованих вище вузлів; одержання навичок у дослідженні різних схем методом моделиро-вания.
Короткий опис і знайомство із програмою
Програма Electronіcs Workbench призначена для побудови електронних схем будь-якої складності (аналогових і цифрових) з наступною перевіркою їхньої роботи методом моделювання. Електронна база, закладена в програмі, містить велика кількість елементів, схем і вузлів цифрові й аналогової техніки, виконаних у вигляді мікросхем. Для ознайомлення з можливістю програми й методами моделювання роботи електронних схем необхідно використати матеріал, викладений в аналогічному пункті опису лабораторної роботи 5.
Загальні відомості про вузли для комутації сигналів
і перетворення кодів
У БЦВМ, крім розглянутих раніше операційних вузлів, є більша група вузлів, що використається для вироблення різних керуючих сигналів (серій керуючих імпульсів), для перетворення кодів з одного виду в іншій, для комутації зв'язків між різноманітними вузлами й т.д.
Це особливий вид функціонально закінчених вузлів, які будуються з використанням логічних елементів, тригерів, регістрів і лічильників. Такі вузли можуть бути виконані у вигляді окремих мікросхем і застосовуються для побудови пристроїв БЦВМ. До них можна віднести дешифратори, шифратори, мультиплексори, демультиплексори, перетворювачі кодів, розподільники імпульсів і ін.
Дешифратори
Дешифратором називається комбінаційна схема з декількома входами й виходами, що перетворить двійковий код, що подається на входи, у сигнал на одному з його виходів.
У загальному випадку дешифратор з "n" входами може мати до 2n виходів, які звичайно нумеруються десятковими цифрами, еквівалентними значенням двійкових кодів. Наприклад, у тривхідному дешифраторі при подачі на вхід двійкового коду 011 одиничний сигнал з'явиться на виході 3, а на інших виходах сигнал буде дорівнює нулю.
Робота дешифратора описується системою логічних рівнянь
де fі - значення функції дешифратора на і-ом виході, а означає або наявність інверсії змінної, або її відсутність. Кількість рівнянь дешифратора відповідає кількості його виходів. Величина "і" відповідає номеру набору змінних, при якому функції приймають одиничне значення.
Дешифратори в БЦВМ використаються в наступних випадках:
% для формування керуючих сигналів залежно від значення вхідного коду;
% для розшифровки коду операції виконуваних команд;
% для декодування адреси осередків оперативної або постійної пам'яті;
% у перетворювачах інформації "аналог-цифрова" і т.д.
По способі побудови схеми дешифраторів можуть бути одноступенева (лінійними) або багатоступінчастими. Спосіб побудови дешифратора визначається видом рівнянь, якими описується його робота. Наведена вище система рівнянь характерна для лінійного дешифратора. При побудові функціональної схеми дешифратора рівняння розглядаються як незалежні й реалізуються на логічних елементах.
Розглянемо як приклад побудова лінійного дешифратора на три входи й вісім виходів. Таблиця істинності, що описує роботу дешифратора, має вигляд таблиці 8.1.
Таблиця 8.1.
X
Значення логічних функцій
Система рівнянь логічних
функцій
x2
x1
x0
f0
f1
f2
f3
f4
f5
f6
f7
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
Побудована по цих рівняннях схема (див. малюнок 8.1) являє собою вісім незалежних трив...
