Плата за содержание и текущий ремонт;doc

Практическая работа № 3
"Исследование работы комбинационных логических устройств"
1. Цель работы:
1.1. Закрепить на практике знания, полученные при изучении синтеза
логических комбинационных устройств.
1.2 Закрепить знания по методам минимизации логических функций.
1.3 Изучить методы моделирования комбинационных логических устройств
в программе Multisim.
2. Литература:
2.1 Конспект лекций
2.2 Б.А. Калабеков, И.А.
микропроцессорные системы"
Мамзелев
-
"Цифровые
устройства
и
3. Подготовка к работе:
3.1 Повторить условные обозначения логических элементов.
3.2 Повторить принципы построение логических функций по таблицам
истинности.
3.3 Подготовить форму отчета.
3.4 Для функции, заданной таблицей истинности:
f
1
1
0
0
1
0
1
X1
0
0
1
1
0
1
1
X2
1
1
0
0
0
1
1
X3
1
1
0
1
0
1
1
3.4.1 Записать СДНФ и нарисовать еѐ схему;
3.4.2 Записать СКНФ и нарисовать еѐ схему;
3.4.3 Минимизировать СКНФ методом карт Вейча;
3.4.4 Минимизировать СДНФ методом карт Вейча;
3.4.5 Построить минимизированные функции в базисах И-НЕ, ИЛИ-НЕ
3.4.6 Нарисовать схемы устройств, построенных в базисах И-НЕ, ИЛИ-НЕ
4. Основное оборудование
4.1 Персональный компьютер с установленной программой NI Multisim.
5. Задание
5.1 Выписать таблицу истинности из предложенных вариантов (номер
варианта определяется по журналу)
Таблица № 1 - Таблица истинности для реализации комбинационных
устройств
5.2 Используя таблицу истинности, записать совершенную дизъюнктивную
нормальную форму (СДНФ - для четных вариантов), совершенную
конъюнктивную нормальную форму (СКНФ - для нечетных вариантов);
5.3 В программном пакете "Multisim" смоделировать работу схемы
полученного логического устройства;
5.4. Минимизировать логическую функцию методом карт Вейча (т.е.
построить МДНФ, либо МКНФ функции);
5.5 В пакете "Multisim" построить минимизированную структурную схему
логического устройства;
Выразить полученную функцию в базисе "И-НЕ", либо в базисе "ИЛИ-НЕ"
в зависимости от варианта.
5.6 Реализовать схему в пакете "Multisim", построенную в базисе "И-НЕ"
("ИЛИ-НЕ")
5.7 Проверить работоспособность всех трех схем. Таблица истинности
должна выполняться для всех схем одинаково. Сделайте выводы по проделанной
работе.
6. Содержание отчета
6.1 Наименование работы;
6.2 Цель работы;
6.3 Схемы: СКНФ, МКНФ, базис "И-НЕ" ("ИЛИ-НЕ");
6.4 Ответы на контрольные вопросы;
6.5 Выводы по работе.
7. Контрольные вопросы:
7.1 Что такое минимизация функции, зачем еѐ нужно применять?
7.2 Как производится минимизация логической функции методом карт
Вейча? Каковы его достоинства?
7.3 Как производится минимизация логической функции методом карт
Карно? Каковы его достоинства?
7.4 Как производится минимизация логической функции методом Квайна?
Каковы его достоинства?
Приложение
построению функции в базисе «ИЛИ-НЕ», «И-НЕ»
На практике при моделировании логического устройства, стремятся перейти
от базиса «И», «ИЛИ», «НЕ» к базисам «ИЛИ-НЕ», либо «И-НЕ». Это позволяет
сократить количество логических элементов, необходимых для реализации
устройства и как следствие снизить общую стоимость устройства и улучшить его
функционирование.
Для того чтобы построить функцию в базисе «ИЛИ-НЕ», сначала строят
совершенную конъюнктивную нормальную форму (СКНФ). Далее минимизируют
полученную функцию (например методом Вейча), то есть получают МКНФ.
Далее дважды инвертируют правую часть выражения, а потом проводят
преобразования по формуле де Моргана. И наконец записывают выражение с
использованием символа операции «ИЛИ-НЕ»
Пример:
МКНФ функции
f ( x1, x2 , x3, x4 )  ( x1  x3)  ( x1  x3  x4 )  ( x1  x2  x3)
Дважды инвертируют правую часть выражения
f ( x1, x2 , x3, x4 )  ( x1  x3 )  ( x1  x3  x4 )  ( x1  x2  x3 )
Производят преобразование по формуле де Моргана
f ( x1, x2 , x3, x4 )  ( x1  x3 )  ( x1  x3  x4 )  ( x1  x2  x3 )
В конечно итоге можно записать выражение с использованием операции
«ИЛИ-НЕ»
f ( x1, x2 , x3, x4 )  ( x1  x3 )  ( x1  x3  x4 )  ( x1  x2  x3 )
Аналогично, для того чтобы построить функцию в базисе «И-НЕ» сначала
получают СДНФ функции, потом минимизируют функцию (например методом
Вейча, то есть получают МДНФ). Далее дважды инвертируют правую часть
выражения, а потом проводят преобразования по формуле де Моргана. И наконец
записывают выражение с использованием символа операции «И-НЕ»