Проектирование комбинационных цифровых устройств

Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана
А.Б. Красовский, В.А. Соболев
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
КОМБИНАЦИОННЫХ ЦИФРОВЫХ
УСТРОЙСТВ
Методические указания
к практическому занятию в компьютерном классе
по курсу «Электротехника и электроника»
Москва
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
2012

УДК 621.3
ББК 31.27-02
К78
Рецензент В.Ф. Судаков
К78
Красовский А.Б.
Проектирование комбинационных цифровых устройств : метод. указания / А.Б. Красовский, В.А. Соболев. – М.: Изд-во
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. – 27, [5] с. : ил.
В работе рассмотрены основные этапы проектирования цифрового
комбинационного устройства для трех входных переменных, алгоритм работы которого задан таблицей истинности в соответствии с
технологическим процессом. Проектирование проводится с помощью
логического преобразователя программой среды Multisim 10.1, который сразу по таблице истинности выдает модель требуемого устройства в разных базисах.
Приведены описание интерфейса, технологии сборки схем цифровых устройств, устройств визуализации и инструментарии данной
среды.
На полученных моделях студенты проверяют работу данного
устройства в программной среде моделирования цифровых устройств
Multisim 10.1, которая установлена на персональных компьютерах в
компьютерном классе кафедры ФН-7. Такое моделирование позволяет
студентам наглядно проверить правильность проведенных расчетов и
получить навыки работы с данной программой.
Для студентов 4-го курса факультета «Машиностроительные технологии» МГТУ им. Н.Э. Баумана, изучающих дисциплину «Электротехника и электроника».
Рекомендовано Учебно-методической комиссией НУК ФН МГТУ
им. Н.Э. Баумана.
УДК 621.3
ББК 31.27-02
c
⃝МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012

ВВЕДЕНИЕ
Комбинационные цифровые электронные устройства (шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры и т. п.) широко применяются
в различных системах цифровой обработки информации. Современные компьютерные средства схемотехнического моделирования существенно изменили и в значительной степени упростили
процедуру их проектирования. Стало возможным в кратчайшие
сроки и практически без материальных затрат создавать различные
варианты исполнения таких устройств и проверять их работоспособность, что существенно повышает эффективность творческой
деятельности инженеров.
В настоящее время при проектировании электронных устройств
наиболее широкое распространение получила специализированная
программная среда Multisim 10.1 корпорации National Instruments.
Она проста в использовании, наглядна и обладает обширной
библиотекой стандартных электронных компонентов и модулей.
Она также имеет большое количество виртуальных контрольноизмерительных приборов, по виду и интерфейсу максимально
приближенных к их реальным аналогам.

Цель практического занятия — получение практических навыков проектирования комбинационных цифровых электронных
устройств с использованием программной среды Multisim 10.1.
1. ЗАДАНИЕ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Спроектировать многофункциональное комбинационное устройство цифровой электроники для автомата управления технологической операцией сортировки термореле в соответствии с полученным вариантом задания из табл. 1. Проектирование провести с
использованием программной среды Multisim 10.1.
На вход проектируемого устройства одновременно поступают
одноразрядные сигналы Х1, Х2 и Х3 от датчиков контроля параметров термореле, определяющие:
• X1 — диапазон срабатывания по температуре;
• X2 — значение активного сопротивления контактов;
• X3 — значение сопротивления изоляции.
Каждый датчик обеспечивает на своем выходе логическую единицу — 1(+(2,5 . . . 5,0) В), если измеряемая величина находится
в допустимом диапазоне, если же она находится вне допустимого диапазона, то соответствующий датчик выдает логический
нуль — 0. На выходе устройства формируются сигналы четырех
логических функций F1, F2, F3 и F4 для управления исполнительным механизмом сортировки термореле. Значения 1 они принимают при сочетаниях входных сигналов (наборах) Х1, Х2, Х3, десятичные коды которых указаны в табл. 1 вариантов практических
4