EDA技术在组合逻辑电路中的设计概述
0 2022-11-21

引言

组合逻辑的设计就是将实际的,有因果关系的问题用一个较合理、经济、可靠的逻辑电路来实现。一般来说在保证速度、稳定、可靠的逻辑正确的情况下,尽可能使用最少的器件,降低成本是逻辑设计者的任务。本文将组合逻辑电路的设计的实例引入到中,进一步将电子设计自动化EDA(Electronic Design Automaon)应用于数字电子技术教学中,而Mulsim9软件是一个专门用于电子线路仿真与设计的EDA工具软件,为该课程的教学和学习打下一个良好的基础。

1 Mulsim9软件及其特点

Mulsim9软件是加拿大IIT公司在推出EWB基础上的一款更新、更高版本的电路计与仿真软件,可以对模拟、数字和混合电路进行电路性能仿真和分析,作为一个高度互动且易于使用的工具,它可以帮助学生深刻理解电路理论与行为。

①直观的界面:整个操作界面就像一个电子实验工作台,绘制电路所需的和仿真所需的仪器均可直接拖放到屏幕上,轻点鼠标可用导线将它们连接起来,软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似,数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的一样。②丰富的元器件库:Mulsim9大大扩充了EWB的元器件库,包括基本元件、半导体器件、、TTL和CMOS数字IC、、及其他各种部件,且用户可通过元件编辑器自行创建或修改所需元件模型。③强大的虚拟仪器功能。为用户提供多种虚拟测仪器,虚拟测试仪器的面板与实际仪器相似,在平台上可随时调用各种仪器对电路进测试、分析;能直接显示有关数据或波形,具有数据功能。

2 组合逻辑电路设计在EDA技术中的应用

2.1 组合逻辑电路设计过程组合逻辑电路在逻辑功能上的特点是:这种电路在任何时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入信号,而与这一时刻输入信号作用前电路原来的状态没有任何关系。其电路结构基本上由逻辑门电路组成,只有从输入到输出的通路,没有从输出反馈到输入的回路,这类电路没有记忆功能。组合逻辑电路设计的一般过程是:①分析事件的因果关系,并用二值逻辑的0与1列出真值表。②把真值表转换为对应的逻辑函数。③根据电路的具体要求和器件的资源情况等因素选定器件的类型。④将逻辑函数化简或变换成与所选用的器件类型相一致。⑤根据化简或变换后的逻辑函数,画出逻辑电路图。⑥根据逻辑电路图,用选定的器件实现具体的电路装置,并进行调试完成。

EDA技术在组合逻辑电路中的设计概述

EDA技术在组合逻辑电路中的设计概述

逻辑化简是组合逻辑电路设计的关键步骤之一。但最简设计不一定是最佳的,一般情况在保证速度,稳定可靠与逻辑关系清晰的前提下,应尽量使用最少的器件,以降低成本,减少体积。

2.2 应用举例①举重裁判判决电路。A、B、C三个举重裁判对运动员成绩判决,其中A为主裁,具有否决权。当两个以上裁判认可时(须含有主裁),运动员成绩有效,用与非门实现。分析设计要求,列出真值表。设A、B、C三个裁判对运动员成绩进行判决,同意用1表示,不同意用0表示,Y为表决结果,同意用1表示,不同意用0表示,同时还应考虑A为主裁,具有否决权。②由真值表写出逻辑表达式Y=ABC ABC ABC。③由卡诺图化简后,变换为与非表达式。④根据输出逻辑函数画逻辑图。

2.3 测试电路创建本文中的电路测设电路图3所示,具体步骤如下:

①在元器件库中单击Sources,列表中选中VCC,单击OK按钮确认取出电源5V。②其他元器件依次类推,可参照以下说明使用。1)UIA、UIB、UIC与非门在TTL74LS→中选择74LSOON。2)J1、J2、J3在Electro_Mechanical→Component Browser→SPDT_SB0 3)X1在Indicato→中选择PROBE_DIC_RED。

EDA技术在组合逻辑电路中的设计概述

2.4 测试方法说明及结果观察启动Multisim的仿真开关后,将开关分别设置为key=B、key=A、key=C,同时右边输出指示灯设置为Y,根据键盘字母的敲击,Y指示灯开始变化,从000至111循环显示,本例显示的是当ABC=91时,判决结果正确,指示灯Y照亮,剩下的情况以此类推。

3 结论

综上所述,组合逻辑电路设计的例子很多,只有在不断设计中才能找到学习的乐趣,通过EDA软件的使用,切实感受到了EDA软件功能的强大,为我们设计出更多更好的组合逻辑电路实例打下了坚实的基础,更进一步加深了EDA软件在教学中的应用,为我们在电子电路的读图及分析电子电路的能力方面带来了帮助。

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