DigitElectrLabsPart1 (1274907), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Логическая операция Исключающее ИЛИ-НЕ (NOT eXclusive OR)Россия3.2МЭКСШАLabVIEWСинтез логического устройстваДля построения логической схемы необходимо логические элементы (ЛЭ), предназначенные для выполнения логических операций, указанных в ФАЛ, располагать отвхода в порядке, определенном булевым выражением.Пример 3.1 Построить структурную схему логического устройства по ФАЛ изпримера 2.1, т.
е. определенную ФАЛ вида:z (x2 , x1 , x0 ) = x̄2 x1 x0 + x2 x̄1 x0 + x2 x1 x̄0 + x2 x1 x0 .Решение. Для реализации заданной ФАЛ в виде структурной логической схемы нампонадобятся три ЛЭ, реализующих операцию НЕ, т. к. исходная ФАЛ формируетсятремя переменными (x2 , x1 , x0 ), которые входят в нее как в прямом, так и в инверсномвиде. Операция дизъюнкции должна быть выполнена четыре раза над тремя переменными, таким образом, для ее реализации нам понадобятся четыре ЛЭ, реализующих29операцию 3И. Последней выполняется операция конъюнкции над четырьмя выражениями, для реализации которой потребуется ЛЭ, реализующий операцию 4ИЛИ.
Примерструктурной логической схемы, реализующей заданную ФАЛ, приведен на рис. 3.1.Рис. 3.1. Структурная схема логического устройства, реализующая ФАЛ видаz (x2 , x1 , x0 ) = x̄2 x1 x0 + x2 x̄1 x0 + x2 x1 x̄0 + x2 x1 x03.3Переход от логической схемы к логическойфункцииМожно решить обратную задачу, т. е. по схеме логического устройсва перейти клогической функции. Обратная задача решается в несколько этапов:• заданная схема разбивается по ярусам;• начиная с последнего, выходы каждого элемента обозначаются проиндексированными функциями в зависимости от яруса, к которому относится элемент;• записываются выходные функции каждого элемента в виде формул в соответствиис выбранными обозначениями логических операций;• производится подстановка одних выходных функций через другие, используя входные переменные;• записывается получившаяся булева функция через входные переменные;30Пример 3.2 По заданной логической схеме (рис.
3.2) составить булеву функцию.Рис. 3.2. Пример логической схемы устройстваРешение. Согласно приведённому выше алгоритму разобьём схему на ярусы, пронумеруем получившиеся ярусы, произведём индексирование выходных функций для каждого элемента (рис. 3.2). Запишем все функции, начиная с 1-го яруса:1-й ярус : f1 = f21 · f22 · x4 .2-ой ярус :f21 = f31 + x2 ; f22 = f32 · x1 .3-й ярус :f31 = x¯1 ; f32 = x2 + x3 .Запишем все функции, подставляя входные переменные x1 , x2 , x3 и x4 :f21 = x1 + x2 ;f22 = x1 · (x2 + x3 ).Окончательно получим:f1 = f (x4 , x3 , x2 , x1 ) = x1 · (x1 + x2 ) · (x2 + x3 ) · x4 .Лабораторная работа №1.Знакомство с образовательной платформойNI ELVIS II+ и системой графическогопрограммирования LabVIEWЦель работы:Целью лабораторной работы является знакомство с образовательной платформой National Instruments (NI) ELVIS II+.
Знакомство со средой графическогопроектирования NI LabVIEW. Приобретение базовых знаний и навыков иерархического (модульного) проектирования цифровых схем, обучение созданию базовых элементов (sub–VI) и компоновке низкоуровневых функциональных блоков вграфической среде программирования NI LabVIEW. Результаты проектированиянеобходимо проверить на оценочном модуле DE FPGA Board.31Задание на проектирование:Создать в системе графического проектирования схему, представленную на рис.
3.1и реализующую ФАЛ вида: z = x̄2 x1 x0 + x2 x̄1 x0 + x2 x1 x̄0 + x2 x1 x0 .Выполнение задания:Схема должна быть иерархической; используя функции самого низкого уровня,необходимо создать т. н. sub–VI — блоки, которые затем послужат функциональными блоками более высокого уровня.Для реализации логической схемы, представленной на рис. 3.1, понадобятся логические элементы, реализующие: операцию НЕ (NOT); операцию И (AND) надтремя входными переменными — 3И; операцию ИЛИ (OR) над четырьмя входными выражениями — 4ИЛИ. Блоки, выполняющие указанные логические операции,необходимо реализовать в виде функциональных sub–VI — блоков в среде графического проектирования LabVIEW.
Затем при помощи указанных функциональных блоков собрать логическую схему (рис. 3.1). Проверить работоспособностьсхемы в оценочном модуле DE FPGA Board.ЛР1.1. Запуск LabVIEW и создание нового проектаПосле того, как NI ELVIS II+ с установленной на ней платой подключена к компьютеру, все кабели скоммутированны, питание включено, можно запустить пакетLabVIEV на персональном компьютере.Появится окошко, в котором необходимо выбрать Launch LabVIEW.
Если при следующем запуске программы вы хотите проходить этот этап в автоматическом режиме,установите галочку Do not show this dialog again.32В окне «Getting Started» из меню File выбираем пункт меню New Project.В «Project Explorer» нажимаем правую кнопку мышки на иконке My Computer, ивыбираем New → Targets and Device, как это показано на левой панели рис. 3.3.Рис. 3.3. Подключение нового оборудования к проектуВ окне диалога «Add Targets and Devices on My Computer» обязательно необходимо установить флажок в позицию New Target or Device. После этого в папке NIELVIS выбрать DE FPGA Board (правая панель на рис.
3.3) и нажать OK.Сохраним проект (нажимаем комбинацию клавиш «Ctrl+S»), в диалоговом режимесоздадим новую папку со своим именем (например «IVANOV»), в этой папке создадимпапку «Lab01», в которую сохраним новый проект под именем Lab01.lvproj.33ЛР1.2. Создание функциональных блоковДля выполнения лабораторной работы нам понадобятся логические элементы НЕ,3И, 4ИЛИ. В LabVIEW имеются примитивы, реализующие логические операции НЕ,2И, 2ИЛИ.
Таким образом, в первую очередь необходимо создать функциональныеблоки, реализующие необходимые нам логические операции. Такие функциональныеблоки в LabVIEW называются элементарными виртуальными приборами — Sub–VI.В диалоговом окне «Project Explorer» щелкните правой кнопкой мышки по пунктуFPGA Target (Board1, DE FPGA Board) и выберите New → VI (см. рис. 3.4).Рис. 3.4. Выбор — создание нового функционального блока34Появится окно «Front Panel», нажмите комбинацию клавиш Ctrl-E — откроется окно«Block Diagramm» (рис. 3.5).Рис. 3.5. Окна для создания нового функционального блокаЩелкните правой кнопкой мыши где–нибудь на белом поле (в рабочей области).
Впалитре функций откройте субпалитру Boolean (рис. 3.6). Вы можете также найти еещелчком по кнопке Search. Выберите двухвходовый элемент And и поместите его нарабочую область блок–диаграммы.Рис. 3.6. Субпалитра функций Boolean35Щелкните левой кнопкой мышки по элементу и при помощи комбинаций квавишCtrl-C и Ctrl-V размножьте элемент And (так, чтобы получилось два элемента). Переместите курсор на левый угол первого элемента And и обратите внимание, что курсорпринял вид инструмента соединения. Щелкните правой кнопкой мыши и выберитеCreate → Control. Создастся элемент управления с именем x (по умолчанию). Измените имя на a_in.Аналогично создайте второй элемент управления (для второго входа первого элементаAnd) и присвойте ему имя b_in. Соедините выход первого элемента And с первымвходом второго элемента And.
Создайте третий элемент управления (для второго входавторого элемента And) и присвойте ему имя c_in. Создайте индикатор для выходавторого элемента And и присвойте ему имя and3_out.Перегруппируйте элементы управления и индикатор так, чтобы блок–диаграмма сталапохожей на показанную ниже.Перейдите в окно «Front Panel» и при помощи мышки перегруппируйте элементыуправления функционального блока, как это показано на рисунке.36Щелкните правой кнопкой мышки по иконке, расположенной в правом верхнемуглу, и выберите Show Connector.Еще раз щелкните правой кнопкой мыши по иконке, выберите пункт Patterns (шаблоны), а затем –– подходящий шаблон с достаточным количеством блоков для входов ивыходов вашего VI.Щелкните по входу в левом верхнем углу окна коннектора, а затем щелкните по кнопкеa_in;37щелкните по входу в центре окна коннектора, а затем щелкните по кнопке b_in; щелкните по входу в левом нижнем углу окна коннектора, а затем по кнопке c_in; щелкните по крайнему правому блоку коннектора, а затем по индикатору выхода and3_out.Важно: эти операции необходимо выполнять именно в таком порядке (вначале ––коннектор, затем элемент управления или индикатор).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
