Исследование комбинационных схем

Лабораторная  работа №3

Исследование  комбинационных схем

6 вариант

Цель  работы: Изучить методику синтеза и анализа комбинационных схем; овладеть техникой их экспериментального исследования с помощью программы моделирования электронных схем Multisim 9 и анализа полученных результатов.

Порядок выполнения работы:

1. Изучение методики синтеза и анализа комбинационных схем.

2. Синтез, анализ и исследование комбинационных схем в среде Multisim 9 с заполнением экспериментальных таблиц истинности, составление контролирующих тестов и оценка их возможностей по проверке работоспособности схем.

3. Оформление индивидуального отчета о лабораторной работе и представление его к защите.

Синтез и исследование комбинационных схем

1)Таблица истинности ФАЛ, заданной для синтеза КС

х1	х2	х3	х4	у	х1	х2	х3	х4	у
0	0	0	0	0	1	0	0	0	0
0	0	0	1	0	1	0	0	1	0
0	0	1	0	0	1	0	1	0	0
0	0	1	1	1	1	0	1	1	1
0	1	0	0	1	1	1	0	0	1
0	1	0	1	0	1	1	0	1	1
0	1	1	0	0	1	1	1	0	1
0	1	1	1	1	1	1	1	1	1

 

СДНФ:

Сложность по Квайну S=44

 

2) Минимизация ФАЛ:

 

МНДФ:

                                                                                       сложность по Квайну S=12

 

 

 

 

 

 

3) Построение схемы

а) схема в базисе И, ИЛИ, НЕ, реализующая МДНФ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) схема  в базисе И-НЕ

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сложность по Квайну S=14

4) Экспериментальное исследование  КС

а) синтезированной  на ЛЭ  И, ИЛИ, НЕ

 

Экспериментальная таблица истинности

х1	х2	х3	х4	у	х1	х2	х3	х4	у
0	0	0	0	0	1	0	0	0	0
0	0	0	1	0	1	0	0	1	0
0	0	1	0	0	1	0	1	0	0
0	0	1	1	1	1	0	1	1	1
0	1	0	0	1	1	1	0	0	1
0	1	0	1	0	1	1	0	1	1
0	1	1	0	0	1	1	1	0	1
0	1	1	1	1	1	1	1	1	1

Схема

 

 

б) синтезированной  на ЛЭ  И-НЕ

 

х1	х2	х3	х4	у	х1	х2	х3	х4	у
0	0	0	0	0	1	0	0	0	0
0	0	0	1	0	1	0	0	1	0
0	0	1	0	0	1	0	1	0	0
0	0	1	1	1	1	0	1	1	1
0	1	0	0	1	1	1	0	0	1
0	1	0	1	0	1	1	0	1	1
0	1	1	0	0	1	1	1	0	1
0	1	1	1	1	1	1	1	1	1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема

 

 

5) Контролирующий тест для синтезированных  КС

 

Константа 0	1 1      00       1 1 1 0 0      1 1      0 0 0 0 1      0 0      1 1 1	1 1 1	1 1  0 0  0 0  1 1  0 1 0 0
Константа 1	0 1      0 1      1 1 0 1 0      1 0      0 0 1 0 1      1 0      1 0 1	0 0 0	0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Анализ  и исследование комбинационных схем

 

Исходная  схема

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)Исходное аналитическое выражение и заполненная таблица истинности, полученные путем «ручного» анализа КС

Расчетная таблица истинности ФАЛ,

реализуемой заданной КС

х1	х2	х3	у	х1	х2	х3	у
0	0	0	0	1	0	0	0
0	0	1	0	1	0	1	1
0	1	0	1	1	1	0	1
0	1	1	1	1	1	1	1

 

2)Преобразование в ЭНФ выражение ФАЛ

3)Контролирующий тест для проверки КС

ЭНФ       КТ

	х2	v	х1х3						у	х1	х2	х3
	1		0 0						1	0	1	0
	0		1 1						1	1	0	1
	0		0 1						0	0	0	1
	0		1 0						0	1	0	0

 

 

4) Экспериментальное исследование заданной КС

 

Экспериментальная таблица истинности

ФАЛ, реализуемой  заданной КС

х1	х2	х3	у	х1	х2	х3	у
0	0	0	0	1	0	0	0
0	0	1	0	1	0	1	1
0	1	0	1	1	1	0	1
0	1	1	1	1	1	1	1

Схема

 

5) Оценка избыточности заданной КС

 

СДНФ ФАЛ, реализуемой заданной КС, по экспериментальной  таблице истинности:

 

Получение МДНФ ФАЛ, реализуемой заданной КС, путем  минимизации методом карт Карно

 

 

МДНФ:

 

 

 

 

 

 

 

Построение  КС, соответствующей МДНФ ФАЛ

   

                                                Сложность по Квайну S=4

 

 

 

 

Экспериментальная таблица истинности

х1	х2	х3	у	х1	х2	х3	у
0	0	0	0	1	0	0	0
0	0	1	0	1	0	1	1
0	1	0	1	1	1	0	1
0	1	1	1	1	1	1	1