Міністерство освіти і науки України
Національний університет
«Львівська політехніка»
кафедра телекомунікацій
Звіт
про виконання лабораторної роботи №4
з дисципліни:
« Цифрова техніка і мікропроцесори »
Львів – 2008
Мета роботи: Вивчення основних функцій та можливостей програми
МісгоСар для моделювання процесів у пристроях цифрової техніки.
Теоретичні відомості
Програма Micro-Cap призначена для побудови та аналізу цифрових і аналогових схем, дослідження їх характеристик та параметрів, не вдаючись до експериментального відтворення схеми.
Інтерфейс програми.
Інтерфейс програми являє собою стандартний графічний інтерфейс Windows-програми і містить такі складові:
-головне меню (Main menu);
-панель інструментів (Toolbar);
-поле документа (Document);.
-стрічка статусу.
Розглянемо кожну складову детальніше.
Головне меню
Головне меню програми дає доступ користувачеві до всіх засобів та інструментів Місго-Сар. Головне меню містить наступні пункти: File, Edit, Components, Windows, Options, Analysis.
Пункт меню File дає доступ до команд управління, управління файлами схем, SPICE-файлами та бібліотеками компонентів схем. Ось деякі найважливіші пункти:
New - створення нового документа (схеми, тексту або бібліотеки);
Open - відкриття файлу (схеми, тексту або бібліотеки;
Save - зберегти активний документ;
Save As - зберегти активний документ під іншим іменем;
Close - закрити файл;
Print - друк документа;
Print Setup - установки друку.
Нижче в меню файл міститься передісторія ("historylist"), що являє собою список останніх восьми редагованих файлів. . .
Меню Edit містить засоби та інструменти для копіювання, вирізання, стирання, вставки фрагментів схем, а також їх пошуку, заміни тощо. Більшість команд працює лише і виділеними фрагментами схем, тобто з компонентами, провідниками тощо, які виділені спеціальною рамкою як група або ж із кожним зокрема,. Детальніше виділення фрагментів розглянемо при описі режимів курсору.
Undo/lRedo - відмінити/відтворити попередній крок; як правило, може бути відмінено до 20 кроків (змін) у документі;
Cut - вирізати виділений фрагмент;
Copy - скопіювати виділений фрагмент у буфер обміну;
Clear - стирає виділений фрагмент;
Select All - виділяє весь документ;
Add/Delete Page - додати/стерти сторінку схеми;
Refresh Models - обновлення компонентів схеми шляхом зчитування. їх параметрів із файлів бібліотек (lib); служить для загального обновлення схеми після внесених змін. Пункти підменю Box містять функції, що дають можливість користувачеві програми здійснювати поворот (Rotate), дзеркальне відображення (Mirror), поворот відносно осі х (Flip х) та осі у (flip у) виділеного (рамкою) фрагмента схеми, Для пошуку та заміни служать інструменти Find та Replace,
Меню Components дає доступ користувачеві програми до бібліотеки компонентів електричних схем, тобто аналогових і цифрових елементів, що використовуються при побудові схеми (резистори, котушки, конденсатори, діоди, транзистори, моделі мікросхем, логічні елементи тощо). Режим роботи з меню Components доволі простий: "спочатку знаходимо у деревовидній структурі мето модель необхідного елемента (напр. діода чи транзистора) і вибираємо його. Після чого підводимо курсор у потрібне місце схеми і клікаємо лівою кнопкою мишки. На цьому місці з'явиться схемне позначення вибраного елемента й користувачеві буде представлено діалогове вікно, у якому слід буде зазначити параметри даного елемента, наприклад, опір дія резистора або ж модель для транзистора. Меню Components містить такі чотири пункти:
Analog Primitives - підменю, що містить всі загально відомі аналогові компоненти, поділені на окремі групи. такі як Passive(пасивні), Active (активні), and Waveform (хвилеподібні) Sources (джерела). Ці компоненти залишені для опису користувачем. < Такіелементи як резистор (resistor) або імпульсне джерело живлення (pulsesource) можуть бути взяті звідси.
Analog library - підменю, що містить набір індивідуальних моделей аналогових елементів, впорядкованих по групах (BJT, Diode,Vendor та ін.). Зокрема, група Vendor містить моделі всіх аналогових елементів, що розробляються провідними виробниками (Motorola, Texas Instruments, Philips тощо). Звідси можна вибрати конкретну модель транзистора, наприклад, 2N2222.
Digital Primitives - підменю, що містить всі загальні цифрові компоненти схем, об'єднані у такі групи як Standard Gates (стандартні логічні елементи) ,Tri-Stale Gates (елементи із трьома стійкими станами на виході) та ін. Такі елементи, наприклад, як АБО, інвертор, JK-тригер можуть бути вибрані саме тут.
Digital Library - у цьому підменю міститься набір серійних моделей мікросхем відомих виробників. Наприклад, моделі 74107 або 74НС393 можуть бути взяті звідси.
Меню Windows містить команди управління вікнами програми. За допомогою них можна розміщати вікна документів каскадом (Cascade), сумістити вертикально (Tile Vertical) або ж горизонтально (Tile Horizontal) або ж максимізувати на повно вікно програми. Цей пункт дає змогу також відкрити вікна редагування пакетів програми, компонентів, фігур тощо.
Дуже корисним є список відкритих вікон програми, що міститься в кінці меню Windows і дуже нагадує меню передісторії з меню File. Галочка напроти назви вікна (як правило, це шлях до відкритого файлу) означає активне зараз вікно. Щоб змінній вікно, слід вибрати інше вікно за назвою так, щоб напроти нього з'явилася галочка.
У меню Options опції роботи програми. Зокрема, це відновлення конфігурації по замовчуванню (Default Main Tool Bar, Default Properties For New Circuits тощо), відображення панелі інструментів, установки програми (Preferences), установки користувача (User Definitions) тощо.
Найбільш важливим є меню Analisys, що дає змогу користувачеві здійснювати аналіз електричних схем. Аналіз проводиться у трьох областях: часовій (Transient Analisys), частотній (AC Analisys) та аналіз по постійному струмі (DC Analisys).
Після вибору користувачем типу аналізу, відкривається діалогове вікно Analisys. У середній частині вікна розміщені умови проведення аналізу (межі зміни часу, частоти, температура середовища тощо).
Нижче лінійками розмішені описи залежностей, які відображатиметься на діаграмі. У першій колонці (Р) указується номер діаграми, на якій буде виводитись графік залежності (по замовчуванню перша діаграма). Друга колонка (X Expression) показує вираз по осі X. Ним може бути час, частота тощо. Наступна (Y Expression) задає залежність певної величини (фази, амплітуди та ін.) від X для конкретного вузла. Наприклад, вираз для амплітуди записується як d(10), де d() - залежність амплітуди, 10 - номер вузла схеми. X Range та У Range відповідно означають межі відображення значень X та Y.
Для коректного виконання аналізу слід перевірити межі зміни величини (стрічка Range ), а також відсутність неіснуючих вузлів у виразах Y Expression.
Панель інструментів
Панель інструментів (ТооlВаг) містить набір так званих "швидких кнопок(speed button), що дають доступ до основних та найбільш вживаних пунктів головного меню. Найважливішими, мабуть, є кнопки перемикання режиму роботи. Вони аналогічні командам перемикання режиму роботи з пункту меню Options->Mode. На панель інструментів винесені також кнопки, що представляють команди меню Windows -Cascade, Tile Vertical, Tile Horizontal тощо, а також команди меню Edit->Box.
Стрічка статусу
Стрічка статусу розміщена внизу вікна програми, нижче поля документа, І є дуже корисною складовою програми. Головною особливістю її є те, що при підведенні курсору миші до певного елемента програми (напр. до кнопки на панелі інструментів), у стрічці відразу ж з'являється випливаюча підказка {hint). Вона також містить про режим курсору (напр. Select Mode), поточну операцію тощо.
Завдання
1. Вивчити основні функції програми Micro-Cap.
2. Побудувати інтегральну схему для логічної функції:
Хід роботи:
Спрощуємо на основі карти Карно та будуємо таблицю істинності для даної функції:
Карта Карно:
x3x2
x1
00
01
11
10
0
0
0
1
0
1
1
0
1
1
Спрощена функція :
Таблиця істинності для даної функції:
x1
x2
x3
y
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
Будуємо інтегральну схему:
Висновок: