6.1 Экспериментальное исследование логических функций.
Исследование ЛЭ, выполняющего логическую функцию И.
6.1.1 Задание уровня логических сигналов на выходах ЛЭ.
Выпустите программу EWB и откройте файл с 12 01 этой программы со схемой, изображенной на рис.1, в которую включены следующие устройства и измерительные приборы:
-источник напряжения +5В; (источник сигнала "Логическая 1")
-двухпозиционный переключатель, управляемый нажатием клавиши А на клавиатуре компьютера (или другой клавиши);
-логический пробник, загорающийся красным цветом, если на него подается сигнал, соответствующей логической единице (напряжение высокого уровня);
-вольтметр;
-двухвходовый ЛЭ 2И;
С помощью двухпозиционных переключателей А и B на входы ЛЭ подаются сигналы, уровни которых соответствуют логическому О (контакт переключается - в нижнем положении) или 1 (контакт переключается - в верхнем положении).
6.1.2 Включение - выключение питания системы
Щелкните левой кнопкой мыши по выключателю питания 
, пиктограмма которого расположена в правом верхнем углу рабочего поля.
6.1.3 Экспериментальное получение таблицы истинности ЛЭ.
Логическая функция может быть задана логическим выражением или таблицей истинности, в которой всем возможным значениям входных переменных поставлены в соответствие значения выходной логической функции F. Устанавливая переключатели А и В в различные положения, измеряйте вольтметрами напряжения на входе и выходе ЛЭ и определяйте с помощью логических пробников уровни логических сигналов. Результаты исследований уровней выходных сигналов F при всех возможных комбинациях уровней входных сигналов занесите в табл.1.
6.1.4 Получение аналитического выражения логической функции F логического элемента.
По таблице истинности 1 составьте аналитическое выражение функции ЛЭ и занесите его в строку "Булева функция ЛЭ" табл.1.
6.2. Исследование ЛЭ, выполняющих логические функции И - НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ,исключающее ИЛИ, исключающее ИЛИ-НЕ.
6.2.1 Отключите питание в электрической схеме, приведённой на рисунке 1.
6.2.2 Заменяйте логический элемент 2И на исследуемый (по заданию преподавателя), выполнив для этого следующие манипуляции:
-уберите из схемы ЛЭ "И, установив на него указатель "мыши" и щелкнув левой кнопкой (изображение при этом изменит свой цвет на красный); после чего на клавиатуре нажмите клавишу DELETE (удалить);
-щелчком левой кнопки "мыши" по пиктограмме 
"логические элементы" в верхней части рабочего поля откройте эту линейку компонентов; при этом в поле компонентов появится изображение ЛЭ;
-выберите нужный ЛЭ и установив на него указатель "мыши", нажав её левую кнопку. Перетащите ЛЭ на рабочее поле в нужное место электрической схемы;
-снимите выделение красным цветом выбранного ЛЭ щелчком "мыши" в любой точке рабочего поля.
6.2.3 Включите питание схемы.
6.2.4 Получите экспериментально таблицы истинности исследуемых ЛЭ, подавая на входы схемы все возможные комбинации уровней входных сигналов и наблюдая уровни сигналов на входах и выходе с помощью логических пробников (по методике п. 6.1.3). По результатам исследований заполняйте таблицу 1.
6.3. Исследование логических схем с помощью генератора слов.
6.3.1 Сведения об исследуемой микросхеме.
Откройте файл с 12 02 из EWB со схемой, изображенной на рисунке 2. Исследуемая микросхема 7400 (отечественный аналог 155 ЛАЗ) имеет 4 элемента 2И - НЕ. Заполните таблицу сведений о микросхеме (табл.2).
Рис.2. Схема исследования ИМС 7400 с помощью генератора слов.
Таблица 2
Сведения об исследуемой микросхеме.
6.3.2 Экспериментальное получение таблицы истинности ЛЭ 2И - НЕ.
6.3.2.1 Программирование генератора слов.
Генератор слов используется для задания цифровых последовательностей.
Запрограммируйте генератор слов так, чтобы на выходе генератора получать последовательно следующие комбинации: 00,01,10,11. Выполните для этого следующие манипуляции:
-двойным щелчком "мыши" по изображению генератора откройте его расширенное изображение;
-ввод слов производится в левой части окна (которое содержит 16 восьмибитовых слов) при помощи "мыши" и клавиатуры: выделением отмечается слово, активное в данный момент; значения битов этого слова отражаются в круглых окнах внизу панели генератора (выход генератора);
-нажатием на левую кнопку "мыши" выделяется нужное десятичное слово, а ввод значения этого слова производится с клавиатуры (т.е. 0000,0001,0002,0003),
6.3.2.2 Переведите генератор слов в режим пошаговой работы нажатием кнопки "Step" на увеличенном изображении генератора. Каждое нажатие кнопки "Step" вызывает переход к очередной заданной цифрой последовательности, которая подается на вход генератора.
6.3.2.3 Последовательно подавая на микросхему 7400 заданные цифровые последовательности, заполните таблицу 3 - таблицу истинности ЛЭ 2И - НЕ по показаниям логического пробника.
6.4. Синтез логических схем, выполняющие заданные логические функции.
Реализация заданной логической функции в виде логической схемы может быть выполнена на различных базовых ЛЭ.
6.4.1 Пример синтеза схемы, реализующей логическую функцию 
(1) на элементах 2И-НЕ.
6.4.1.1 Представьте выполнение заданной функции через операции логического умножения и инверсии, для этого преобразуйте выражение (1), используя постулаты операций И и ИЛИ (принцип двойственности):
Выражению (2) очевидно можно поставить в соответствие логическую схему (рис.3), в которой использованы только базовые ЛЭ 2И - НЕ и НЕ.
6.4.1.2 Откройте файл С 12_03 EWB со схемой, показанной на рис.3
6.4.1.3 Генератор слов запрограммируйте на формирование цифровых последовательностей, соответствующих числам от 0 до 7:
0=000
1=001
2=010
3=011
4=100
5=101
6=110
7=111
В пошаговом режиме, последовательно подавая на вход исследуемой логической схемы все цифровые последовательности, определите с помощью логического пробника уровень сигнала F на входе схемы. По результатам эксперимента заполните таблицу 4.
6.5. Синтез схемы, реализующей заданную функцию при помощи логического преобразователя.
Логический преобразователь - прибор, который не имеет аналогов в реальном мире. Для получения схемы, реализующей заданную функцию с помощью логического преобразователя, проделайте следующее:
6.5.1 Щелчком левой кнопки "мыши" по пиктограмме 
"Измерительные приборы" панели компонентов в верхней части рабочего поля откройте это поле компонентов.
6.5.2 Щелчком левой кнопки "мыши" по пиктограмме 
"Логический преобразователь" выведите на рабочее поле его уменьшенное изображение.
6.5.3 Двойным щелчком "мыши" по уменьшенному изображению откройте расширенное изображение этого прибора, приведенное на рисунке 4.
6.5.4 Введите в нижнее окно панели преобразователя заданное логическое выражение 
с клавиатуры (операции "ИЛИ"-V соответствует знак "+",инверсия обозначается апострофом, т.е. B', логическое умножение не обозначается).
6.5.5 Для реализации схемы на базовых элементах И-НЕ нажмите клавишу "A/b --> NAND" на панели логического преобразователя. В результате на рабочем поле будет выполнена схема, реализующая функцию, описываемую логическим выражением.
6.5.6 Подключите к схеме генератор слов (см. рис. 3), запрограммированный на формирование восьми слов, соответствующих числам от 0 до 7 (см. п. 6.4.1.3).
6.5.7 Подключите логические пробники на выходы всех ЛЭ 2И - НЕ.
6.5.8 Переведите генератор в пошаговый режим, нажав кнопку "Step" на увеличенном изображении генератора.
6.5.9 Последовательно подавая на входы логической схемы слова 000,001,010....111, определяйте уровень сигнала на выходе F логическим пробником и заполняйте таблицу истинности (таблица 5).
6.5.10 Вычислите промежуточные значения 
и также запишите в таблицу 5. Эти значения определяют уровни сигнала на входах третьего элемента 2И - НЕ(для контроля результатов вычисления можно к этим входам подключить логические пробники). Сравните таблицы истинности, приведенные в таблице 4 и таблице 5.
6.6. Выполните п.п. 6.4 и 6.5 для логических функций, заданных преподавателем и приведенных в таблице 6.
