Порядок выполнения работы. Вызвать пакет анализа электронных схем Electronics Workbench (EWB) двойным щелчком по ярлыку

5.1 Подготовка к работе

Вызвать пакет анализа электронных схем Electronics Workbench (EWB) двойным щелчком по ярлыку . Открывается окно EWB.

Смоделируйте схему инвертора (логический элемент «НЕ») в соответствии с рисунком 26.а.

Транзистор выбрать из таблицы 18 согласно варианту. Сопротивление
R _К = 1 кОм, напряжение Е _П = + 5 В (специальный источник), сопротивление R _Б вычислено в пункте 4.

5.2. Исследование логических элементов НЕ, ИЛИ-НЕ

Ключ находится в базе элементов Basic (пиктограмма с резистором). Вывести ключ (Space) на наборное поле, щелкнуть правой клавишей. В появившемся меню активизировать Component Properties, в появившемся окне в позиции Value впечатать (на английской клавиатуре) в окне Key удобный буквенный символ

(например, Х). Переключатель будет управляться выбранной буквой. Подавая на вход логического элемента (база транзистора) c помощью ключа S (логическая переменная «Х») высокий потенциал – логическая «1» и низкий потенциал – нуль - логический «0», записывать напряжение на выходе логического элемента (логическая переменная «Y») – напряжение на коллекторе транзистора. Уровень высокого напряжения соответствует логической «1», уровень низкого напряжения – логическому «0». Результаты измерений занести в таблицу 14.

Соберите схему логического элемента в соответствии с рисунком 26. б.

Подавая на входы логического элемента c помощью ключей К (логическая переменная «Х1» и переменная «Х2») логическую «1» и логический «0», записывать напряжение на выходе логического элемента (коллекторы транзисторов).
Результаты измерений занести во вторую часть таблицы 14.

Табл. 14. Таблица истинности инвертора и элемента ИЛИ-НЕ.

5.4 Логическая функция элемента И-НЕ

Нажмите кнопку цифровых микросхем Digit. В выпавшем перечне выбрать серию 74хх, из него – 7400. Вывести модель на наборное поле. В модели микросхемы имеется четыре элемента 2-И-НЕ, выполняющих логическую функцию умножения с инверсией Y = X 1& X 2.

Общую точку вывод 7 «GND» подключить к общей точке схемы. Напряжение питания на микросхему подается на вывод 14 «VCC». Напряжение питания для ТТЛ-логики составляет +5В.

Можно воспользоваться одновыводным специальным источником «+5В».

Входы логического элемента 1А и 2В через сопротивление 1 кОм подключить к ключам S 1 и S 2. Ключи S 1 и S 2 должны переключаться независимо, поэтому для управления ими выберите различные символы.

Состояние переключателя S в нижнем положении как отражено на рисунке

27, соответствует логическому 0. Положение переключателя в верхнем положении соответствует логической 1.

Высокий потенциал соответствует светящейся лампочке.

К выходу вывод 3 «1Y» подключить индикаторную лампочку и вольтметр. Подавая все возможные комбинации состояния переключателей S на входе элемента, заполните таблицу 15. В правой колонке таблицы (В) записываются показания напряжения вольтметра.

Запишите логическую функцию элемента.

Проверьте правильность его функционирования.

5.5 Схема полусумматора

Проверьте работу полусумматора и сравните с таблицей истинности.

Логические элементы находятся в закладке Logic Gates кнопка cо знаком ’&’.

Из логических элементов 2И-НЕ наберите схему согласно рисунку 28.

Переменные Х задаются с помощью переключателей S. Для индикации состояния выхода суммы и переноса включить лампочки. Задавая переменные Х, проверить состояние полусумматора, заполнить таблицу 16.

Табл. 16. Таблица истинности полусумматора

На основе двух полусумматоров строится полный сумматор, принимающий также перенос из предыдущего разряда С ⁺.

Логические элементы находятся в закладке Digital за пиктограммой.

Элемент со знаком ∑ и с пометкой CD является полусумматором.
Два таких элемента вывести на наборное поле. Понадобится элемент двухвходовой ИЛИ. Он находится в базе Logic Gates. Его обозначение приведено на рисунке 29.

Собрать схему полного сумматора рисунок 29.

На вход 1 подается информация о состоянии переноса из предыдущего разряда С+ в виде 0 или 1. На входы 2 и 3 подаются переменные Х 1, Х 2, отражающие состояние слагаемых.

Состояние выходов сумматора индицируется лампочками.

Входы 1, 2, 3 подключить к переключателям, как было сделано в предыдущих схемах. Переключатели должны переключаться независимо друг от друга.

Подавая на входы все наборы трех переменных проверить таблицу истинности полного сумматора. Заполнить таблицу 17.

Табл. 17. Таблица истинности полного сумматора

6. Содержание отчета

- цель работы;

- параметры логического элемента;

- логические функции, их преобразование;

- расчет и выбор сопротивления R _Б;

- схемы измерений;

- результаты измерений, сведенные в таблицы;

- выводы по работе.

Контрольные вопросы

- дайте определение понятию «логический элемент»;

- дайте определение понятию «логическая функция»;

- почему микросхема названа «полусумматор»;

- поясните назначение всех элементов в схеме ключа;

- чему равно напряжение питания ТТЛ логического элемента;

Табл. 18. Выбор транзистора согласно варианту.