glava
     

Cilj vaje:

  • spoznati in uporabiti digitalne virtualne inštrumente (logični analizator, generator besed in logični pretvornik).

Digitalni virtualni inštrumenti

Priprava delovne površine

  1. Najprej izberemo velikost in obliko delovne površine. Kliknemo na Options/Sheet Properties …, v Workspace izberemo velikost A4 in Landscape.
  2. Na delovno površino postavimo glavo dokumenta. Kliknemo na Place/Ttitle Block in izberemo Glava1
  3. Označimo glavo dokumenta iz izberemo izberemo Edit/Properties…. V polje Title vpišemo Vaja 6, v polje Description vpišemo VIRTUALNI INŠTRUMENTI
  4. Logični analizator

    Logični analizator je virtualni ali navidezni inštrument za prikazovanje digitalnih signalov. Na vhode logičnega analizatorja lahko pripeljemo do 16 digitalnih signalov. Logični analizator bomo uporabili za prikaz BCD števca. 


    f

  5. Na delovno površino postavimo:
  6. 74290N                       (TTL, 74LS)
    DCD_HEX                  (Indicators, HEX_DISPLAY)
    Switch1                       (Basic, 3D_VIRTUAL)
    Led1_Red                   (Basic, 3D_VIRTUAL)
    PROBE_RED              (Indicators, PROBE)
    2X4DIP                       (Basic, RPACK)
    CLOCK_VOLTAGE  (Sources, SIGNAL_VOLTAGE_SOURCES)
    DGND                        (Sources, POWER_SOURCES)
    VCC                           (Sources, POWER_SOURCES)

  7. Povežemo elemente po načrtu vezja
  8. Z dvoklikom na uporovno lestvico spremenimo upornost 220Ώ
  9. Z dvoklikom na stikalo za resetiranje števca izberemo Value in vpišemo v polje R.
  10. Z dvoklikom na povezavo QA integriranega vezja 74LS290N in priključkom 1 šestnajstiškega zaslona vpišemo ime vozlišča A in potrdimo Show. Okno zapremo s klikom na gumb OK.
  11. Vozlišča QB poimenujemo z B, QC z C in QD z D.
  12. Na delovno površino postavimo logični analizator. Izberemo Simulate/Instruments/Logic Analyzer.
  13.  

    f

  14. Vhod logičnega analizatorja označenega z 1 povežemo z vozliščem A, vhod 2 povežemo z vozliščem B, vhod 3 povežemo z vozliščem C in vhod 4 povežemo z vozliščem D.
  15. Povežemo generator ure z vhodom C logičnega analizatorja.
  16. Datoteko shranimo v delovno mapo z imenom Vaja 6
  17. Opraviti moramo še nastavitve logičnega analizatorja. Z dvoklikom na sliko logičnega analizatorja se prikaže logični analizator.
  18. f

  19. Za belo ozadje logičnega analizatorja kliknemo na gumb Reverse. Ker smo povezali signal ure na vhod C, moramo spremembo nastaviti. Kliknemo na gumb Set… V oknu Clock setup izberemo v podoknu Clock Source možnost External. Okno zapremo s klikom na gumb Accept.
  20. Simulacijo zaženemo s tipko F5.
  21. LED zaslon prikazuje desetiško štetje, LED diode pa prikazujejo stanje BCD kodo števca. Če pritisnemo tipko R se števec postavi na 0.
  22. Simulacijo ustavimo s ponovnim pritiskom na F5. S pomočjo drsnika pod zaslonom logičnega analizatorja si lahko ogledujemo digitalna stanja v celotnem času simulacije. Če spreminjamo vrednost v polju Clocks/Div, se zapis redči ali zgosti. Program nam omogoča tudi uporabo markerjev….
  23. Generator besed–Word generator

    Generator besed uporabljamo za generiranje 32 bitne kode, ki se pojavi na izhodih, ki so označeni s številkami od 0 do 31. Izhod označen s številko 0 je bit z najmanjšo utežjo, izhod označen s številko 31 pa bit z največjo utežjo. Generator besed bomo uporabili v povezavi z DA pretvornikom za realizacijo žagaste oblike signala.

    f

  24. Najprej bomo naredili novo stran. Izberemo Place/Multi_Page… V polje okna Page Name vpišemo Generator besed. Zapremo okno s klikom na gumb OK.
  25. f

  26. Na prazen dokument vstavimo glavo. Izpolnimo polja glave, v polje Description pa vpišemo VIRTUALNI INŠTRUMENTI – generator besed
  27. Shranimo datoteko v predpisano mapo z imenom Vaja 6.
  28. Generator besed postavimo na delovno površino z izbiro v menijski vrstici Simulate/Instruments/Word Generator.
  29.  

    f

  30. Ikono generatorja besed bomo zavrteli preko ordinatne osi, tako da bo izhod 0 na desni strani ikone. Z desnim klikom na ikono generatorja besed izberemo Flip Horizonatal.
  31. Na delovno površino postavimo DA pretvornik z izbiro Place/Component/Mixed/ADC_DAC in izberemo VDAC.
  32. Povežemo D0 AD pretvornika z izhodom 0 generatorja besed, D1 z 1, D2 z 2… D7 z 7.
  33. Na delovno površino postavimo maso GROUND in jo povežemo z Vref – DA pretvornika. Postavimo še referenčno napetost VCC in jo povežemo zVref +.
  34. Sliko žagaste napetosti si bomo ogledali na osciloskopu. Na delovno površino postavimo še osciloskop. Izhod DA pretvornika Output povežemo z vhodom A osciloskopa.
  35. V generator besed moramo vpisati ustrezno kodo. Z dvoklikom na ikono generatorja besed odpremo nastavitve inštrumenta.
  36. f

  37. V desni del okna s številkami, ki so na začetku postavljene na 0, bomo vpisali kodo, ki se bo pojavila na izhodih generatorja besed. V oknu pod Display lahko izbiramo številski sestav za vpis kode. Izberemo Dec, kar pomeni, da bomo vpisovali desetiška števila.
  38. V polje kod bomo zapisali vzorce od 0 do 30. Kliknemo na prvo vrstico. Izbrana vrstica postane modra. Pritisnemo tipko Enter. S tem označimo drugo vrstico, v katero vpišemo številko 1 in potrdimo z Enter. Z vpisi nadaljujemo vse do zadnjega vpisa številke 30.
  39. Za periodično ponavljanje kode od 0 do 30, torej 31 izhodnih stanj, kliknemo na Cycle.
  40. Za ciklično ponavljanje izhodne kode moramo označiti zadnjo kodo. Povlečemo drsnik navzdol, da vidimo vrstico s številko 30. Kliknemo v polje levo od številke in izberemo Set Final Position.
  41.  

    f

  42. Z dvoklikom na ikono osciloskopa prikažemo osciloskop.
  43.  Na osciloskopu nastavimo Timebase/Scale na 10ms/Div, Channel A/Scale na 200mv/Div.
  44. Shranimo datoteko.
  45. S tipko F5 poženemo simulacijo. Na osciloskopu si lahko ogledamo sliko žagaste napetosti. Če si malo bolj ogledamo obliko signala, lahko ugotovimo, da sploh ne dela povsem pravilno. Vhod D0 DA pretvornika je uničen. Prav tako tudi ne dela pravilno R-2R DA pretvornik. Očitno ima Multisim 8 hrošča, ki so ga verjetno v kasnejših verzijah odpravili.
  46. Logični pretvornik – Logic Converter

    Logični pretvornik se uporablja za transformacije v digitalni tehniki. Možne pretvorbe so:

    • logična shema v pravilnostno tabelo                          f   
    • pravilnostna tabela v popolno logično enačbo              f
    • pravilnostna tabela v minimizirano logično enačbo        f
    • logična enačba v pravilnostno tabelo                         f
    • logična enačba v logično shemo                                f
    • logična enačba v logično shemo z NAND vrati              f
  47. Najprej bomo naredili novo stran. Izberemo Place/Multi_Page… V polje okna Page Name vpišemo Logični pretvornik. Zapremo okno s klikom na gumb OK.
  48. Na prazen dokument vstavimo glavo. Izpolnimo polja glave, v polje Description pa vpišemo VIRTUALNI INŠTRUMENTI – logični pretvornik
  49. Na delovno površino postavimo logični pretvornik. Izberemo Simulate/Inštruments/Logic Converter.
  50. f

  51. Dvokliknemo na ikono logičnega pretvornika in v spodnji del logičnega pretvornika vpišemo logično enačbo AB'C'+A'BC'+A'B'C. Simbol ' (apostrof) pomeni negacijo spremenljivke, ki stoji vedno za spremenljivko.
  52. f

  53. Za pretvorbo logične enačbe v pravilnostno tabelo kliknemo na gumb f. Rezultat pretvorbe je pravilnostna tabela.
  54. Če želimo prikazati logično shemo z osnovnimi gradniki digitalne tehnike, pritisnemo na gumb za pretvorbo iz logične enačbe v shemo f.
  55. f

  56. S klikom na gumb f  program izvede pretvorbo iz logične enačbe v shemo z NAND vrati. Lahko se zgodi, da je nastavljena delovna površina premajhna za novo shemo. Pojavi se opozorilno okno. Če izberemo DA, potem bo program avtomatsko povečal delovno površino, če pa izberemo Ne, bo program postavil shemo na nastavljeno velikost delovne površine.
  57. f

  58. Izberemo Ne. Na delovni površini se bo prikazala shemo vezja z NAND vrati.
  59. Zaradi ostalih možnosti uporabe logičnega pretvornika bomo odstranili celotno shemo in logični pretvornik. Z vlečenjem miške označimo vse elemente sheme in pritisnemo tipko Delete. Označimo ikono logičnega pretvornika in pritisnemo Delete.
  60. Na delovno površino ponovno postavimo logični pretvornik.
  61. Z dvoklikom na ikono logičnega pretvornika odpremo okno logičnega pretvornika.
  62. Kliknemo na sivo obarvane krogce nad A, B in C. S tem smo definirali tri vhodne spremenljivke.
  63. ff

  64. Na desni strani, kjer je prikazana funkcijska vrednost, je stolpec zapolnjen z ?. V ta polja bomo vpisali funkcijske vrednosti 0 ali 1. Če klikamo na funkcijsko vrednost, se spreminja zapis: 0, 1, X, 0, 1… Vpišemo funkcijske vrednosti 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1.
  65. Kliknemo na gumb pretvorbe logične tabele v popolno logično enačbo f. V spodnjem delu logičnega pretvornika se pojavi popolna disjunktivna normalna oblika PDNO zapisa logične enačbe.
  66. S klikom na gumb f se v spodnjem delu prikaže minimizirana logična enačba.
  67. Narišimo minimizirano shemo s klikom na gumb za pretvorbo logične enačbe v shemo f.

Vaja za pridne

Imamo generator izmenične napetosti z močjo 7kW. Na generator se ročno vključujejo s stikali A, B, C in D asinhroni motorji z močmi 2kW, 3kW, 4kW in 5kW. Na krmilni omarici imamo signalno žarnico, ki signalizira preobremenjenost generatorja.
Sestavi minimizirano vezje in vezje z minimalnim številom čipov  TTL.

 

Navodila
MultiSim - 01 - Osnove programa MultiSim
MultiSim - 02 - Analogno vezje
MultiSim - 03 - Digitalna TTL vezja
MultiSim - 04 - Uporaba instrumentov
MultiSim - 05 - Enostopenjski ojačevalnik - analize
MultiSim - 06 - Digitalni virtualni instrumenti
MultiSim - 07 - Analizator
MultiSim - 08 - Časovnik 555

Izhod


na vrh