Studiul porţilor logice folosind programul Digital Works

 

 

1. Programul Digital Works

 

Există mai multe posibilităţi de a verifica funcţionarea corectă a unui circuit care realizează o funcţie logică. Una dintre ele este simularea cu ajutorul unui program de analiză a circuitelor logice.

În continuare vom prezenta programul Digital Works(Digital Works for Microsoft Windows 2.04 © 1997 David John Barker) care permite o astfel de analiză. Facilităţile sale vor fi prezentate gradat, pe parcursul mai multor lucrări de laborator, în funcţie de necesităţile concrete ale fiecăreia dintre ele.

Pentru lansarea în execuţie a programului se face dublu clic pe icoana corespunzătoare, cea prezentată mai jos.

Vom trece acum în revistă principalele elemente ale lucrului cu fişierele specifice programului; la apariţia ecranului de început, în partea stângă sus există opţiuni pentru:

 

•   2   - crearea unui nou fişier,

•  1 - încărcarea unui fişier creat anterior,

•   <  - memorarea fişierului deja deschis.

 

Urmează apoi linia pentru selectarea porţilor logice, cu icoanele prezentate mai jos:

 

1       2      3      4      5      6      7

 

1) SAU, 2) SAU-NEGAT, 3) SAU-EXCLUSIV, 4) SAU-EXCLUSIV-NEGAT, 5) NU, 6) SI, 7) SI-NEGAT

 

Orice selecţie se poate face printr-un clic al butonului din stânga al mouse-ului şi, după aceea, printr-un clic al aceluiaşi buton în zona activă a ecranului, cea cu grila punctată, colorată în galben pal, se poziţionează poarta în zona dorită. Pentru fiecare poartă selectată astfel (şi reprezentată iniţial punctat pe ecran) se poate stabili numărul de intrări, dând clic pe butonul din dreapta al mouse-ului apoi Inputs şi se selectează 2,3 sau 4 intrări.

Pentru a face conexiuni se foloseşte o unealtă specială, cea aflată la extremitatea din dreapta a celui de-al doilea rând de icoane şi notată cu semnul !. Odată selectată cu un clic al butonului din stânga al mouse-ului, ea poate fi folosită după cum urmează:

 

 

Pentru a putea aduce în starea 0 logic sau 1 logic una dintre intrările unei porţi, se foloseşte aşa numita intrare interactivă, aflată pe bara de instrumente, redată în figura alăturată, în zona afectată semnalelor de intrare.

 

 Intrare interactivă

 

Pentru a amplasa la intrarea unei porţi (sau a unui alt circuit) un astfel de dispozitiv este necesar sa facem clic pe icoana aferentă, se poziţionează cursorul pe ecran, în zona prevăzută pentru desenarea circuitului (cea cu grilă punctată), urmată de un nou clic pentru validarea poziţiei alese. După poziţionare este necesar să facem legătura dintre acest dispozitiv şi intrarea respectivă, folosind unealta pentru legături, (!), aşa cum s-a arătat mai sus. Simpla poziţionare pe ecran a simbolului nu este suficientă pentru o simulare corectă !

Pentru a trece acest dispozitiv dintr-o stare în cealaltă este necesar să parcurgem paşii puşi în evidenţă de desenul următor.

 

 

Unu logic este reprezentat, în cazul unei intrări interactive, prin culoarea roşie a cerculeţului din interiorul simbolului, în timp ce bitul zero este reprezentat prin culoarea albă.

Pentru a pune în evidenţă starea unei ieşiri se foloseşte un dispozitiv numit led, aflat pe cea de-a doua bară cu unelte, alături de dispozitivul de afişare cu opt segmente.

 

 LED

 

Pentru a aşeza un led în zona activă a ecranului se selectează acest dispozitiv pe bara cu unelte şi apoi se face clic în poziţia dorită. Este necesară legarea acestui dispozitiv la ieşirea circuitului a cărui stare dorim să o monitorizăm - în acest scop se foloseşte unealta de legături, !.

 

2. Procedeul experimental

 

a) Stabilirea tabelului de adevăr pentru porţile ŞI, ŞI-NU, SAU, SAU-NU, SAU-EXCLUSIV, SAU-EXCLUSIV NEGAT. Urmaţi indicaţiile următoare:

•   se selectează, pe rând, porţile amintite mai sus şi se poziţionează în zona destinată circuitului;

•   pentru fiecare dintre ele se leagă la ambele intrări dispozitivele denumite intrări interactive; (nu uitaţi să legaţi efectiv aceste dispozitive, folosind unealta de legături, !);

•   la ieşirea fiecărei porţi se leagă câte un led pentru a putea stabili starea sa logică; (nu uitaţi să legaţi efectiv aceste dispozitive, folosind unealta de legături, !);

•   se face clic pe butonul   pentru a pomi efectiv simularea.

•   se transformă cursorul astfel încât să se poată comanda intrările interactive.

  Comandând intrările interactive, se stabilesc tabelele de adevăr pentru fiecare poartă în parte.

b) Pornind de la variabilele binare A, B, C şi D, se realizează cu porţi logice următoarele funcţii:

f1=(A+(B.C)'+D)'

f2=(A ĹB)'.D+C'

f3=(A+B)'.(C+D)'

       f4=A'.B+(A+B+C)'

Pentru fiecare dintre funcţiile de mai sus, se stabileşte tabelul de adevăr, folosind intrări interactive şi led-uri.

c) Studiul unui comparator digital.

Se realizează, cu ajutorul programului, următoarea schemă cu porţi logice:

•   se poziţionează porţile logice, led-urile şi intrările interactive;

•   se fac legăturile folosind unealta pentru legături, !;

•   se face clic pe butonul  pentru a pomi simularea;

•   se transformă cursorul astfel încât să se poată comanda intrările interactive

•   se stabilesc la intrare toate combinaţiile posibile şi se notează de fiecare dată starea celor trei ieşiri, notate 1, 2 şi 3;

•   se stabileşte care dintre ieşiri reprezintă A<B, A>B şi A=B.

d) Studiul unui semisumator.

Se realizează schema cu porţi logice prezentată alăturat.

•  se poziţionează porţile logice, led-urile şi intrările interactive;

•  se fac legăturile folosind unealta pentru legături, !;

•  se face clic pe butonul  pentru a porni simularea;

• se transformă cursorul astfel încât să se poată comanda intrările interactive;

•  se stabilesc la intrare toate combinaţiile posibile şi se notează de fiecare dată starea celor două ieşiri, S şi C;

• se completează tabela de adevăr a circuitului.

 

3. Conţinutul referatului

 

•   Simbolurile şi tabelele de adevăr pentru porţile logice prezentate.

•   Schemele cu porţi logice simulate cu ajutorul programului.

•   Tabelele de adevăr pentru funcţiile logice studiate.