Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ» (ТУСУР)

Кафедра комплексной информационной безопасности электронно-вычислительных систем (КИБЭВС)

МУЛЬТИПЛЕКСОРЫ И ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОРЫ

Отчет по лабораторной работе №3

по дисциплине «Электроника и схемотехника»

Вариант №7

Студент гр. 739-1

Климанов М. Д.

11.04.2021

Руководитель

Доцент БИС

___________ Мальчуков А.Н.

11.04.2021

Томск 2021

Цель работы

Целью работы является обучение созданию мультиплексоров и демультиплексоров на разных базисах и реализация функции на мультиплексоре и дешифраторе.

Постановка задачи

В ходе данной лабораторной работы требуется выполнить следующие задачи:

1. Составить таблицы истинности для мультиплексора 4-1 в базисе И, ИЛИ, НЕ, демультиплексора 1-8 в базисе ИЛИ-НЕ согласно варианту 7. Написать формулы для всех выходов в СДНФ или СКНФ. Привести формулы к требуемому базису согласно 7 варианту.

2. Собрать схемы на холстах .bdf согласно полученным формулам. Создать блок согласно варианту 7 размерности 8-1 для мультиплексора и 2-16 для демультиплексора на основе полученного блока.

3. Создать две схемы, которые реализуют функцию F = : одна схема на основе мультиплексора, а вторая схема на основе дешифратора.

4. Промоделировать работу всех схем в двух режимах. Сделать предположение, из-за чего возникает разница в результатах моделирования разных режимов и почему.

5. Сверьте результаты моделирования с составленными таблицами истинностями.

6. Повторить п. 2, только для описания устройств вместо схем на холстах .bdf используйте заданный вариантом 7 VHDL. При масштабировании используйте модульное подключение.

7. Написать выводы о проделанной работе.

1 Мультиплексор 4-1

1.1 Таблица истинности

В таблице 1 представлена таблица истинности мультиплексора 4-1.

Таблица 1 – Таблица истинности для мультиплексора 4-1

Мультиплексор 4-1
Входы								Выход
E	x3	x2	x1	x0	a1	a0	F
0	x	x	x	x	x	x	0
1	x	x	x	b0	0	0	b0
1	x	x	b1	x	0	1	b1
1	x	b2	x	x	1	0	b2
1	b3	x	x	x	1	1	b3

1.2 Формула

Ниже представлен рисунок 1 с формулой для мультиплексора 4-1, которая была составлены по таблице истинности 1, также она приведена к нужному базису И, ИЛИ, НЕ.

Рисунок 1 - Формула для мультиплексора 4-1

1.3 Функциональная схема

На рисунке 2 представлена функциональная схема мультиплексора 4-1, составленная на основе формулы из прошлого пункта.

Рисунок 2 – Функциональная схема мультиплексора 4-1

1.4 Моделирование функциональной схемы

На рисунках 3 - 4 представлены результаты временного и функционального моделирований мультиплексора 4-1.

Рисунок 3 – Результат временного моделирования мультиплексора 4-1

Рисунок 4 – Результат функционального моделирования мультиплексора 4-1

Результат временного и функционального моделирования совпадает со значениями из таблицы истинности представленной в таблицей 1.

1.5 Код на HDL

Ниже представлен код описания мультиплексора 4-1 на VHDL.

library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.all;

use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.all;

use IEEE.NUMERIC_STD.ALL;

entity mux4_1 is

port (x: in STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0);

A:in STD_LOGIC_VECTOR (1 downto 0);

E: in STD_LOGIC;

F: out STD_LOGIC);

end;

architecture synth of mux4_1 is

begin

F <= x(TO_INTEGER(unsigned(A))) when E='1' else '0';

end;