Презентация, доклад по дисциплине Основы электроники и цифровой схемотехники на тему Автоматизация синтеза логических схем с помощью Electronics Workbench

Electronics Workbench

преподаватель Новиков А. В.

истинности.
Одна из форм представления функции называется совершенной дизъюнктивной нормальной формой (СДНФ).
Она представляется логической суммой простых конъюнкций, каждая из которых содержит все переменные в прямом или инверсном виде не более одного раза. В такие конъюнкции не входят суммы переменных, а также отрицания произведений двух переменных и более. Каждая конъюнкция представляет собой конституэнту единицы.

запись логической функции минимизируют, используя аксиомы алгебры логики или метод карт Карно.
Минимизацией называют процедуру упрощения логической функции, с тем, чтобы синтезированная схема содержала минимальное количество элементов при минимальном числе переменных. Синтез логических схем можно автоматизировать с помощью программы Electronics Workbench.

Он предназначен для выполнения различных функциональных преобразований в схеме. С его помощью можно осуществлять следующие операции:
получение таблицы истинности исследуемой схемы;
преобразование таблицы истинности в логическое выражение;
преобразование логического выражения в таблицу истинности;
создание логических схем по заданному логическому выражению;
синтез логических схем в базисах И, ИЛИ, НЕ и И – НЕ.

показанный на рисунке слева. Двойным щелчком развернем его (на рис. справа). Окно слева предназначено для отображения и редактирования таблицы истинности. Окно внизу позволяет отображать и редактировать логическую функцию.

Логическое умножение не обозначается.
Справа на панели Conversions 6 кнопок для выполнения 6 возможных операций.
Рассмотрим некоторые из них
1. Упрощение выражения Булевой алгебры.
Если таблица истинности содержит большое число переменных, то выражение логическое функции (СДНФ) получается громоздким. Для минимизации функции следует нажать кнопку 3.
2. Ввод и преобразование логического выражения.
Для получения таблицы истинности функции, заданной логическим выражением, необходимо в строку преобразователя ввести при помощи клавиатуры логическое выражение и нажать кнопку 4

можно получить схему, реализующую функцию, заданную логическим выражением. Если необходимо построить логическую схему в базисе И, ИЛИ, НЕ, то для этого в нижней строке преобразователя следует ввести логическое выражение и нажать кнопку 5. После нажатия этой кнопки на рабочем поле Electronics Workbench появится эквивалентная логическому выражению схема. Все элементы в схеме будут выделены красным цветом.
Если требуется использовать для построения схемы только элементы И-НЕ, то необходимо воспользоваться кнопкой: 6.

D) в таблице истинности равно 4. Тогда число строк равно 16, т.е. каждая строка представляет собой одну из возможных комбинаций двоичных сигналов на входе логической схемы. Y – значение выходного сигнала схемы. Анализ таблицы истинности показывает, что при номерах наборов входных переменных 0, 6, 7 и 8 на выходе схемы появляется сигнал логической 1, во всех остальных случаях – логический 0.

результат.

При выборе (щелчком мыши) имен входных переменных номера наборов и комбинации входных сигналов схемы формируются автоматически

Остается только отредактировать значения крайнего правого столбца (значения сигналов на выходе схемы): вместо 0 в строках 0, 6, 7 и 8 вводим 1. Далее нажимаем на кнопку 2 панели Conversions и в нижнем окне получаем СДНФ логической функции.

Видим, что выражение логической функции существенно упрощено, что позволит уменьшить число логических элементов необходимых для проектирования цифровой схемы.

Ранее было сказано, что программа Electronics Workbench позволяет автоматизировать процесс разработки логической схемы в базисах И, ИЛИ, НЕ и И – НЕ.
Поэтому построим схему сначала в базисе И, ИЛИ, НЕ
С этой целью необходимо нажать кнопку 5 на панели Conversions.

Схема реализована в базисе И, ИЛИ, НЕ
Теперь построим схему для заданной таблицы истинности, но в базисе И – НЕ. С этой целью нажмем кнопку 6 на панели Conversions.

С целью контроля работы логической схемы к ней на вход подключен Генератор слова (Word Generator), а на выходе схемы – логический пробник, который меняет цвет, если на выходе схемы есть логическая 1.

схеме реализованы только элементы НЕ и И – НЕ. Обозначения логических элементов схемы на рисунке приведены по стандарту MIL/ANSI (США).
Примечание: две последних схемы созданы автоматически в различных базисах, но реализуют одну и ту же логическую функцию.

НЕ и работающая в соответствии с той же таблицей истинности.
Анализ выражения логической функции показывает, что для реализации схемы необходимо: 2 конъюнктора на 3 входа;
1 дизъюнктор на 2 входа; 4 инвертора.
Поэтому машинное решение схемы было отредактировано ручным методом.

Академия, 2014, 208 с.
2. Кардашев Г.А. Цифровая электроника на персональном компьютере – М Горячая линия – Телеком, 2003 – 311 с.