Построение логической схемы по произвольной таблице истинности
Процесс проектирования логического устройства на основе таблицы истинности. Разработка дизъюнктивно- и конъюнктивно-нормальной формы записи. Составление логической схемы устройства с элементами "или", упрощение функциональной схемы с элементами "или-не".
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.03.2019 |
| Размер файла | 360,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
Южно-Уральский государственный университет
Национальный исследовательский университет
Филиал ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)» в г. Златоусте
Факультет «Техники и технологии»
Кафедра электрооборудования и автоматизации производственных процессов
Альбом лабораторных работ
по дисциплине «Схемотехника систем управления»
Автор работы: Динисламов Д.Ш.
Студент группы ФТТ-333
Работу проверил: Сергеев Ю.С.
Златоуст 2017
Лабораторная работа 1. Разработка дизъюнктивно-нормальной формы записи
Цель работы: изучение процесса проектирования логического устройства на основе таблицы истинности.
Задачи:
- составить минимизированную логическую функцию с помощью метода карт Карно в дизъюнктивно-нормальной форме (ДНФ) по таблице истинности, в соответствии с таблицей 1;
Таблица 1
Таблица истинности логического устройства
|
A |
B |
C |
D |
F |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
- составить логическую схему устройства;
- смоделировать работу схемы логического устройства с помощью программы Multisim 12.
Использованное оборудование: виртуальные элементы из библиотеки компонентов Multisim 12, в соответствии с таблицей 2.
Таблица 2
Виртуальные элементы, используемые в работе
|
Условно-графическое обозначение элемента |
Расположение элемента / Название элемента |
|
|
AND2 |
||
|
AND3 |
||
|
OR5 |
||
|
NOT |
||
|
PROBE |
||
|
INTERACTIVE_DIGITAL_CONSTANT |
Ход работы:
1. На основе таблицы истинности (см. табл. 1) составим карту Карно и минимизированную логическую функцию, в соответствии с рисунком 1.
Рисунок 1
Карта Карно, составленная по табл. 3
|
C/DАВ |
00 |
01 |
11 |
10 |
|
|
00 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
01 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
11 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
10 |
1 |
0 |
1 |
1 |
Составил по таблице логическую функцию: F(A,B,C,D) Для минимизации функций относительно небольшого числа переменных наиболее простым и наглядным является графический метод, использующий карты Карно.
В результате минимизации получено логическое выражение в дизъюнктивно-нормальной форме
2. На основе данного логического выражения составим логическую схему устройства с использованием программы Multisim 12.0 и виртуальных элементов из библиотеки компонентов (см. табл. 2).
Рисунок 2 - Логическая схема устройства
3. Для проверки корректности работы логического устройства произведем симуляцию работы схемы. Для задания сигналов переменных используем интерактивные источники цифровых сигналов (INTERACTIVE_DIGITAL_CONSTANT, см. табл. 2), а для контроля значений переменных и значений функции используем виртуальный пробник (PROBE, см. табл. 2).
Рисунок 3 - Схема симуляции логического устройства в Multisim
Схема симуляции логического устройства представлена в соответствии с рисунком 2.
Вывод:
В результате выполнения лабораторной работы изучили процесс проектирования логического устройства на основе таблицы истинности.
Составили минимизированную логическую функцию с помощью метода карт Карно в дизъюнктивно-нормальной форме (ДНФ) по таблице истинности, составили логическую схему устройства; смоделировали работу схемы логического устройства с помощью программы Multisim 12.
Лабораторная работа 2. Разработка конъюнктивно-нормальной формы записи
Цель работы: изучение процесса проектирования логического устройства на основе таблицы истинности.
Задачи:
- составить минимизированную логическую функцию с помощью метода карт Карно в конъюнктивно-нормальной форме (КНФ) по таблице истинности, в соответствии с таблицей 1;
Таблица 4
Таблица истинности логического устройства
|
A |
B |
C |
D |
F |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
- составить логическую схему устройства;
- смоделировать работу схемы логического устройства с помощью программы Multisim 12.
Использованное оборудование: виртуальные элементы из библиотеки компонентов Multisim 12, в соответствии с таблицей 2.
Таблица 5
Виртуальные элементы, используемые в работе
|
Условно-графическое обозначение элемента |
Расположение элемента / Название элемента |
|
|
AND3 |
||
|
OR3 |
||
|
OR4 |
||
|
NOT |
||
|
PROBE |
||
|
INTERACTIVE_DIGITAL_CONSTANT |
Ход работы:
1. На основе таблицы истинности (см. табл. 1) составим карту Карно и минимизированную логическую функцию, в соответствии с рисунком 1.
Составил по таблице логическую функцию: F(A,B,C,D)Для минимизации функций относительно небольшого числа переменной наиболее простым и наглядным является графический метод, использующий карты Карно.
Рисунок 4
Карта Карно, составленная по табл.6
|
CD/АВ |
00 |
01 |
11 |
10 |
|
|
00 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
01 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
11 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
10 |
1 |
0 |
1 |
1 |
В результате минимизации получено логическое выражение в КНФ
2. На основе данного логического выражения составим логическую схему устройства с использованием программы Multisim 12.0 и виртуальных элементом из библиотеки компонентов (см. табл. 2).
Рисунок 5 - Логическая схема устройства
логический устройство таблица истинность
3. Для проверки корректности работы логического устройства произведем симуляцию работы схемы. Для задания сигналов переменных используем интерактивные источники цифровых сигналов (INTERACTIVE_DIGITAL_CONSTANT, см. табл. 2), а для контроля значений переменных и значений функции используем виртуальный пробник (PROBE, см. табл. 2).
Схема симуляции логического устройства представлена в соответствии с рисунком 2
Рисунок 6 - Схема симуляции логического устройства в Multisim
Вывод:
В результате выполнения лабораторной работы изучили процесс проектирования логического устройства на основе таблицы истинности.
Составили минимизированную логическую функцию с помощью метода карт Карно в конъюнктивно-нормальной форме (КНФ) по таблице истинности, составили логическую схему устройства, смоделировали работу схемы логического устройства с помощью программы Multisim 12.
Лабораторная работа 3. Разработка логики базиса «И-НЕ» из ДНФ
Цель работы: перейти к промышленному базису «И-НЕ» из ДНФ
Задачи:
- Используя результаты минимизации полученного логического выражения в дизъюнктивно-нормальной форме из лабораторной работы №1 составить логическую схему устройства используя элементы «И»;
- Упростить функциональную схему: заменить на эквивалентную ей, состоящую из элементов «И-НЕ».
Использованное оборудование: виртуальные элементы из библиотеки компонентов Multisim 12, в соответствии с таблицей 1.
Таблица 1
Виртуальные элементы, используемые в работе
|
Условно-графическое обозначение элемента |
Расположение элемента / Название элемента |
|
|
NAND2 |
||
|
NAND3 |
||
|
NOT |
||
|
PROBE |
||
|
INTERACTIVE_DIGITAL_CONSTANT |
Ход работы:
1. Используя результаты минимизации полученного логического выражения в дизъюнктивно-нормальной форме из лабораторной работы №1 составить логическую схему устройства используя элементы «И»;
Выражение в дизъюнктивно-нормальной форме из лабораторной работы №1
2. Упростить функциональную схему: заменить на эквивалентную ей, состоящую из элементов «И-НЕ».
2. На основе данного логического выражения составим логическую схему устройства с использованием программы Multisim 12.0 и виртуальных элементов из библиотеки компонентов (см. табл. 1).
Рисунок 7 - Логическая схема устройства на логических элементах «И-НЕ»
3. Для проверки корректности работы логического устройства произведем симуляцию работы схемы. Для задания сигналов переменных используем интерактивные источники цифровых сигналов (INTERACTIVE_DIGITAL_CONSTANT, см. табл. 1), а для контроля значений переменных и значений функции используем виртуальный пробник (PROBE, см. табл. 1).
Схема симуляции логического устройства представлена в соответствии с рисунком 1.
Рисунок 8 - Схема симуляции логического устройства в Multisim
Вывод:
По результатам выполнения лабораторной работы используя результаты минимизации полученного логического выражения в дизъюнктивно-нормальной форме из лабораторной работы №1 составили логическую схему устройства используя элементы «И», упростили функциональную схему: заменили на эквивалентную ей, состоящую из элементов «И-НЕ».
Лабораторная работа 4. Разработка логики базиса ИЛИ-НЕ из КНФ
Цель работы: перейти к промышленному базису «ИЛИ-НЕ» из КНФ
Задачи:
- Используя результаты минимизации полученного логического выражения в дизъюнктивно-нормальной форме из лабораторной работы №2 составить логическую схему устройства используя элементы «ИЛИ»;
- Упростить функциональную схему: заменить на эквивалентную ей, состоящую из элементов «ИЛИ-НЕ».
Использованное оборудование: виртуальные элементы из библиотеки компонентов Multisim 12, в соответствии с таблицей 1.
Таблица 1
Виртуальные элементы, используемые в работе
|
Условно-графическое обозначение элемента |
Расположение элемента / Название элемента |
|
|
NOR3 |
||
|
NOR4 |
||
|
NOT |
||
|
PROBE |
||
|
INTERACTIVE_DIGITAL_CONSTANT |
Ход работы:
1. Используя результаты минимизации полученного логического выражения в дизъюнктивно-нормальной форме из лабораторной работы №2 составить логическую схему устройства используя элементы «ИЛИ-НЕ»;
Выражение в конъюнктивно-нормальной форме из лабораторной работы №2
2. Упростить функциональную схему: заменить на эквивалентную ей, состоящую из элементов «ИЛИ-НЕ».
2. На основе данного логического выражения составим логическую схему устройства с использованием программы Multisim 12.0 и виртуальных элементов из библиотеки компонентов (см. табл. 1).
Рисунок 9 - Логическая схема устройства на логических элементах «ИЛИ-НЕ»
3. Для проверки корректности работы логического устройства произведем симуляцию работы схемы. Для задания сигналов переменных используем интерактивные источники цифровых сигналов (INTERACTIVE_DIGITAL_CONSTANT, см. табл. 2), а для контроля значений переменных и значений функции используем виртуальный пробник (PROBE, см. табл. 1).
Схема симуляции логического устройства представлена в соответствии с рисунком 1.
Рисунок 10 - Схема симуляции логического устройства в Multisim
Вывод:
В ходе лабораторной работы, используя результаты минимизации полученного логического выражения в дизъюнктивно-нормальной форме из лабораторной работы №2 составили логическую схему устройства используя элементы «ИЛИ», упростили функциональную схему: заменили на эквивалентную ей, состоящую из элементов «ИЛИ-НЕ».
Размещено на allbest.ru
...Подобные документы
Выполнение синтеза логической схемы цифрового устройства по заданным условиям его работы в виде таблицы истинности. Получение минимизированных функций СДНФ, СКНФ с использованием карт Карно. Выбор микросхем для технической реализации полученных функций.
контрольная работа [735,9 K], добавлен 10.06.2011Выполнение синтеза логической схемы цифрового устройства, имеющего 4 входа и 2 выхода. Составление логических уравнений для каждого выхода по таблице истинности. Минимизация функций с помощью карт Карно, выбор оптимального варианта; принципиальная схема.
практическая работа [24,0 K], добавлен 27.01.2010Составление таблицы истинности работы устройства. Минимизация логической функции. Синтез электрической принципиальной схемы, управляющей семисегментным индикатором. Расчёт потребляемой мощности, вероятности безотказной работы и времени наработки на отказ.
курсовая работа [1020,3 K], добавлен 06.01.2014Требования к блочным шифрам. Основные операции, используемые в блочных шифрах. Синтез схемы логического устройства, реализующего операцию перестановки. Разработка структурной схемы одного раунда шифрования. Синтез логической схемы блока управления.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 16.02.2012Описание функциональной схемы цифрового устройства для реализации микроопераций. Выбор элементной базы для построения принципиальной электрической схемы цифрового устройства. Разработка и описание алгоритма умножения, сложения, логической операции.
курсовая работа [684,0 K], добавлен 28.05.2013Исследование абстрактного цифрового автомата Мили заданного устройства. Алгоритм его работы, таблицы прошивки и возбуждения постоянного запоминающего устройства. Составление функции возбуждения, функциональной и электрической принципиальной схемы.
курсовая работа [758,5 K], добавлен 18.02.2011Составление функционально-логической схемы проектируемого узла, простановка номеров. Компоновка логических элементов в корпусе. Размещение элементов на коммутационных платах. Минимизация длины связей между контактами разъема и контактами внешних цепей.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 19.11.2010Структурная схема и принцип действия разрабатываемого проекта. Разработка объединённой таблицы истинности. Расчёт генератора импульсов, многоразрядного счётчика, схемы формирования импульса записи, выходных регистров памяти, схемы сброса по питанию.
курсовая работа [959,1 K], добавлен 09.12.2013Исследование и принцип работы арифметико-логического устройства для выполнения логических операций. Условно–графическое обозначение микросхемы регистра. Анализ логической схемы регистра, принцип записи, чтения информации. Проектирование сумматора.
курсовая работа [879,6 K], добавлен 23.11.2010Анализ комбинационной схемы, минимизация логической схемы и синтез комбинационного устройства в заданных базисах логических элементов И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Разработка и применение модуля для ПЛИС Spartan6, реализующего функционирование соответствующих схем.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 12.02.2022Анализ существующих технических решений. Особенности взаимодействия устройства с компьютером. Разработка структурной схемы мультиметра. Рассмотрение логической структуры программного комплекса, методики проверки схемы преобразователя входного напряжения.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 13.09.2017Структурный синтез управляющего автомата. Кодирование внутренних состояний и выбор памяти. Составление таблицы траекторий. Выбор микросхем и аналоговых элементов. Устройства сопряжения и нормализация шкалы датчика. Устройство коммутации с элементами.
курсовая работа [206,1 K], добавлен 23.02.2009Разработка электрической схемы цифрового устройства на основе базовых интегральных микросхем: упрощение и преобразование; выбор типа логики и конкретных серий. Электрический расчет цифровой схемы, расчет мощностей. Создание топологии в гибридном варианте.
курсовая работа [610,3 K], добавлен 29.09.2014Проектирование электронной схемы на цифровых интегральных микросхемах с целью расчета кодера фамилии студента. Составление таблицы истинности. Разработка схемы генератора импульсов с заданной частотой повторения. Схема совпадения кодов, регистры памяти.
курсовая работа [525,4 K], добавлен 18.12.2013Основные этапы проектирования контрольной аппаратуры. Анализ цифрового вычислительного комплекса. Разработка устройства контроля ячеек постоянного запоминающего устройства с использованием ЭВМ. Описание функциональной схемы устройства сопряжения.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 24.09.2012Определение параметров транзистора по его статическим характеристикам. Построение комбинационной логической схемы на электромагнитных реле. Разработка электрических схем параллельного и последовательного суммирующих счётчиков. Состояние триггеров.
курсовая работа [290,5 K], добавлен 13.01.2016Разработка структурной схемы электронного устройства "баскетбольный таймер" с диапазоном 10 минут. Составление варианта реализации электрической принципиальной схемы устройства на интегральных микросхемах. Описание схемы работы таймера, его спецификация.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 22.12.2015Разработка принципиальной схемы, статический и динамический расчет. Выбор электронных элементов схемы (операционного усилителя, конденсаторов, резисторов) и конструирование печатной платы. Расчёт надёжности устройства и области его нормальной работы.
курсовая работа [393,0 K], добавлен 22.12.2010Таблица истинности, функции алгебры логики разрабатываемого цифрового автомата. Функциональная логическая схема устройства. Минимизация функции алгебры логики, представление ее в базисе "И-НЕ". Функциональная схема минимизированных функций Y1 и Y2.
контрольная работа [2,1 M], добавлен 22.10.2012Особенности проектирования микропроцессорного устройства "Цифровой осциллограф". Выбор микроконтроллера, описание периферийных устройств. Разработка принципиальной схемы устройства и программы для микроконтроллера, осуществляющей все функции устройства.
курсовая работа [923,5 K], добавлен 24.12.2012
