Zakład Elektroniki
Labor at or i um El ekt r ot echni ki i El ekt r oni ki
I I P i B
Kur s dl a st udent ów WI M
Komputerowa symulacja
działania układów cyfrowych
przy dużych częstotliwościach sygnałów
Komputerowa symulacja działania układów cyfrowych za pomocą
TEMATYKA
programu OrCAD/SDT (Schematic Design Tools) i OrCAD/VST (Digital
ĆWICZENIA
Simulation Tools):
Ę% czas propagacji sygnałów w różnych rodzajach bramek NAND (7400,
74S00, 74LS00, 74ALS00);
Ę% działanie czterobitowego dwójkowego licznika asynchronicznego 74LS93
i czterobitowego dwójkowego licznika synchronicznego 74LS193;
Ę% czas propagacji i szybkość działania tych liczników.
Budowa, działanie i parametry charakterystyczne podstawowych bramek
WYMAGANE
logicznych TTL, różnice między bramkami standardowymi a bramkami
WIADOMOŚCI
typu S, LS i ALS; budowa i działanie liczników asynchronicznych
i synchronicznych.
Wawrzyński W.  Podstawy współczesnej elektroniki OWPW 2003.
LITERATURA
Filipkowski A.  Układy elektroniczne analogowe i cyfrowe, WNT 1993.
PODSTAWOWA
Tietze U., Schenk Ch.  Układy półprzewodnikowe, WNT 2004.
LITERATURA
Wrotek W.  OrCAD/SDT, Wydawnictwo PLJ, W-wa 1993.
UZUPEA
NIAJ
CA
Wrotek W.  OrCAD/VST, Wydawnictwo PLJ, W-wa 1993.
Ćwiczenie ma zaznajomić studentów z możliwością symulacyjnego
OBJAŚNIENIA
sprawdzania działania zaprojektowanego układu cyfrowego. W ćwiczeniu
używany jest program OrCAD, umożliwiający graficzne przedstawienie
projektowanego układu (OrCAD/SDT) i sprawdzenie (symulację) jego
działania (OrCAD/VST). Program umożliwia włączanie i wyłączanie opóz
-
nień wprowadzanych przez układy cyfrowe, co w ćwiczeniu jest często
wykorzystywane. Ćwiczenie jest umieszczone w projekcie SYM1 i nie
należy tego zmieniać (nie zmieniać nazw plików). Nazwy sygnałów
używane w niniejszej instrukcji nie są obligatoryjne, zaleca się jednak ich
używanie, gdyż objaśnienia w kolejnych częściach instrukcji używają tych
samych nazw.
2 Komputerowa symulacja układów cyfrowych 1
1. Czas propagacji bramek 7400
1. 1. Rysowanie schematu
Włączyć komputer, w systemie operacyjnym WINDOWS wybrać Start  Programy 
Polecenia
Laboratorium SYM  Komputerowa symulacja układów cyfrowych. Uruchomiony zosta-
potwierdza się
je program OrCAD. Sprawdzić czy w środku górnej linijki wyświetlonej planszy
przez Execute
początkowej programu OrCAD (tzw. planszy ESP) napisane jest SYM1 Design. Jeżeli
nie, należy wybrać myszą polecenie Design Management Tools i następnie Execute,
w nowym oknie wybrać (podświetlić) SYM1 i wyjść przez OK.
Z planszy ESP wybrać myszą kolejno polecenia: Schematic Design Tools i Execute.
Z wyświetlonej planszy SDT wybrać kolejno polecenia: Draft i Execute.
Wyświetlony zostaje ekran rysunkowy z ramką, ustalającą format rysunku. W górnej
linii ekranu może być wyświetlony komunikat <<>> informujący
o rozpoczęciu rysowania nowego schematu.
W polu rysunku można przemieszczać kursor w postaci strzałki za pomocą myszy
Korzystanie ze
lub klawiszy strzałkowych. Za pomocą klawisza [Enter] lub lewego przycisku myszy
skrótów
wyświetla się rozwijalną listę poleceń. Polecenia wybiera się z listy lub uruchamia
klawiszowych
bezpośrednio za pomocą klawiszy odpowiadających pierwszej (dużej) literze polecenia.
znacznie ułatwia
Zakończenie lub zaniechanie wykonywania polecenia umożliwia klawisz [Esc] lub prawy
pracę
przycisk myszy.
Krótki opis poleceń programu Draft zamieszczono w załączniku  Lista poleceń
programu OrCAD/SDT  Draft na końcu tej instrukcji.
Kilkakrotnie wykonać polecenie Zoom-Out (myszą z listy poleceń lub klawiszami
Jeżeli plansza
kolejno [Z] i [O]) tak, żeby cały rysunek mieścił się na ekranie. Wykonać kilkakrotnie
zawiera już jakiś
polecenie Zoom-In tak, żeby można było przeczytać litery tabelki w prawym dolnym
schemat, należy
rogu rysunku.
go usunąć
Pozostawić maksymalnie powiększone pole rysunkowe. Przesunąć kursor do lewego
poleceniem
górnego rogu pola. Rozpocząć rysowanie schematu układu elektronicznego, przedsta-
Delete-Blok
wionego na Rys.1.
Pobrać z biblioteki elementów symbole bramek. W tym celu uruchomić polecenie
Get (z listy poleceń lub klawiszem [G]). Po pytaniu Get? wpisać 7400 i nacisnąć [Enter].
Za pomocą myszy lub klawiszy
U1A
strzałkowych ustawić bramkę w odpo-
1
UWE1
3
wiednio wybranym miejscu i wykonać
2
polecenie Place (klawiszem [P] lub
7400
myszą). Klawiszem [Esc] lub prawym
U2A
1
przyciskiem myszy zakończyć opcję
3
2
Get. W podobny sposób wybrać (Get)
Korzystaj też
74LS00 bramki 74LS00, 74S00 i 74ALS00
z klawiszy
U3A i umieścić je (Place) w odpowiednim
strzałkowych,
1
miejscu pola rysunkowego.
jest to o wiele 3
2
W przypadku popełnienia błędu
łatwiejsze niż
74S00
w trakcie rysowania schematu usuwanie
myszą
U4A
elementów rysunku umożliwia polecenie
1
3
Delete-Obiect-Delete lub Delete-Block-
2
Begin-End. Pierwsze z nich służy do
74ALS00
usuwania pojedynczych elementów,
a drugie do usuwania bloków elemen-
Rys. 1. Schemat do badania bramek 7400
 Komputerowa symulacja układów cyfrowych 1 3
tów. Użyteczne może też być polecenie Block-Move-Begin-End-Place lub Block-Drag-
Begin-End-Place. Pierwsze z nich umożliwia przesuwanie bloków elementów bez
modyfikacji długości połączeń, a drugie  z modyfikacją długości połączeń.
Zmienić oznaczenie typu bramki z 00 na 7400. W tym celu wskazać kursorem
rysunek bramki i uruchomić polecenie Edit-Edit-Part Value-Name. W wyświetlonym
w górnej linii ekranu tekście Value? 00 skasować klawiszem [�! Back Space] dwie cyfry
00 i wpisać w to miejsce symbol 7400; wpis zakończyć klawiszem [Enter].
Zmienić symbole bramek U?. W tym celu uruchomić polecenie Edit, nasunąć kursor
Litera U jest
na wybraną bramkę i wykonać polecenia Edit-Reference-Name; w wyświetlanym starym
obowiązkowa.
symbolu bramki: Reference? U? skasować klawiszem [�! Back Space] ostatni znak
Prawidłowe jest
zapytania i wpisać w to miejsce odpowiedni numer bramki (1, 2, 3 lub 4); wpis zakończyć
napisanie U1,
klawiszem [Enter]. Litera A (lub B, C & ) jest wstawiana automatycznie i oznacza
nieprawidłowe
bramkę wewnątrz układu scalonego. Można to zmienić poleceniem Edit-Which Device.
jest U1A
Narysować znacznik (tzw. Module Port), wprowadzający sygnał wejściowy UWE.
W tym celu wykonać polecenia Place-Module Port, po pytaniu Module Port Name?
wpisać nazwę UWE, zakończyć wpisywanie klawiszem [Enter], wybrać rodzaj znacznika
Input, przesunąć kursorem znacznik na miejsce wg rys. 1 (około 5 skoków kursora od
końca wyprowadzenia 1 bramki U1A) i wykonać polecenie Place. Zakończyć działanie
polecenia Place-Module Port klawiszem [Esc] lub prawym przyciskiem myszy.
Połączyć wszystkie wejścia bramek ze sobą i ze znacznikiem (Module Port) sygnału
Połączenia
UWE. Połączenia wprowadza się poleceniem Place-Wire. Kursorem należy wskazać
muszą się
początek (Begin) i koniec (End) połączenia. Połączenie można jeden raz załamać pod
zaczynać
kątem 90�. Więcej załamań można uzyskać wprowadzając w miejscu załamania
dokładnie
polecenie Begin. Połączenie kończy się bez wychodzenia z procedury Place-Wire za
w miejscu
pomocą polecenia New; kolejne połączenie rozpoczyna się wówczas poleceniem Begin.
zakończenia
Połączenia muszą się zaczynać dokładnie w miejscu zakończenia poprzedniego
poprzedniego
połączenia lub wyprowadzenia elementu; końcówki połączeń nie mogą
połączenia lub
nakładać się na siebie.
wyprowadzenia
elementu;
Błędnie umieszczone połączenia można kasować poleceniem Delete (Object lub
końcówki
Block). Omyłkowo skasowany element można odtworzyć poleceniem Delete-Undo.
połączeń nie
W miejscu łączenia krzyżujących się przewodów zaznaczyć połączenia poleceniem
mogą się na
Place-Junction. Nasunąć kursor na miejsce połączenia i wprowadzić polecenie Place. Po
siebie nakładać
umieszczeniu wszystkich znaczników zakończyć działanie polecenia Place-Junction
(niedozwolone
klawiszem [Esc] lub prawym przyciskiem myszy.
połączenie  na
Na linii przewodu doprowadzającego sygnał UWE umieścić (około 2 skoki kursora
zakładkę )
od końca znacznika UWE) symbol wprowadzenia sygnału pobudzającego. W tym celu
uruchomić polecenie Place-Stimulus (Stimulus wybrać z listy poleceń Place myszą!). Po
pytaniu Stimulus? wpisać nazwę sygnału pobudzającego UWE, zakończyć klawiszem
[Enter], nasunąć kursor na wybrane miejsce i wykonać polecenie Place. Zakończyć
działanie polecenia Place-Stimulus klawiszem [Esc] lub prawym przyciskiem myszy.
Na linii przewodu doprowadzającego sygnał UWE i na wyjściach wszystkich
bramek umieścić znaczniki, nakazujące wyznaczanie i prezentację tych sygnałów w
procesie symulacji. W tym celu uruchomić polecenie Place-Trace Name (Trace name
wybrać z listy poleceń Place myszą!). Po pytaniu Trace Name? wpisać nazwę sygnału Nazwy sygnałów
UWE, zakończyć klawiszem [Enter], nasunąć kursor na wybrane miejsce i wykonać UWE, UWY_00 itd.
polecenie Place. Po następnych pytaniach Trace Name? wpisać nazwy sygnałów są zalecane, nie
wyjściowych: UWY_00, UWY_LS, UWY_S, UWY_ALS, wskazać kursorem koniec obowiązkowe
4 Komputerowa symulacja układów cyfrowych 1
wyprowadzenia wyjścia odpowiedniej bramki i wykonać polecenie Place. Zakończyć
działanie polecenia Place-Trace Name klawiszem [Esc] lub prawym przyciskiem myszy.
Rysunek Po zakończeniu rysowania schemat powinien wyglądać tak jak na Rys.1.
schematu Wykonać polecenia Quit-Update File, co powoduje zapisanie schematu w pliku
zamieścić SYM1.SCH, a następnie (z tej samej rozwiniętej listy poleceń Quit) -Abandon Edits co
w sprawozdaniu powoduje opuszczenie programu do rysowania schematów i powrót do planszy SDT.
1. 2. Badanie czasu propagacji bramek za pomocą symulatora pracy
układów cyfrowych OrCAD/VST
Z planszy SDT wybrać polecenie To Digital Simulation a następnie Execute.
Powoduje to uruchomienie serii programów które automatycznie przygotowują, na
podstawie narysowanego schematu, potrzebne do symulacji dane oraz uruchamiają
moduł Digital Simulation Tools (plansza DST).
1. 3. Przygotowanie symulatora do pracy
Z planszy DST wybrać polecenie Simulate, a następnie Configure Digital Simulator.
Klawiszem [End] lub myszą przesunąć się na sam dół planszy konfiguracyjnej i ustawić
(kliknąć myszą) opcję Use maximum delay conditions (maksymalne katalogowe czasy
Wyłączone
propagacji). Klawiszem [Home] lub myszą wrócić do góry planszy i wyjść przez OK.
przyciski opcji
Z planszy DST wybrać polecenie Simulate, a następnie Local Configuration i Configure
w planszy lokalnej SIMULATE. Sprawdzić czy wszystkie przyciski opcji w planszy konfiguracji są
konfiguracji
wyłączone (szare). Jeżeli nie, myszą kliknąć w przycisk (zielony) włączonej opcji. Wyjść
przez OK.
Z planszy DST wybrać polecenie Simulate i następnie Execute. Wyświetlona zostaje
plansza, umożliwiająca przedstawianie przebiegów czasowych wybranych sygnałów.
Naciśnięcie klawisza [Enter] lub lewego przycisku myszy powoduje wyświetlenie
listy poleceń dostępnych w programie Simulate. Listę można usunąć z ekranu klawiszem
[Esc] lub prawym przyciskiem myszy.
Korzystaj ze Uzupełnić specyfikację sygnału wejściowego UWE. W tym celu uruchomić
skrótów polecenie Edit Stimulus. Potwierdzić chęć edytowania (Yes). Uruchomiony zostaje
klawiszowych STIMULUS EDITOR. Wyróżnić (białą linią) sygnał UWE. Uruchomić polecenie Edit
(bezpośrednio klawiszem [E] lub po rozwinięciu listy poleceń myszą lub klawiszem
[Enter]). Wyświetlona zostaje plansza STIMULUS DETAIL EDITOR. Przesunąć białą
linię wyróżniającą na pozycję Initial Value i wpisać wartość początkową sygnału równą 0.
Przesunąć linię wyróżniającą na pozycję End Stimulus, wybrać polecenie Add, przy
pytaniu Time of Function wpisać wartość 30, a następnie wybrać wartość funkcji równą 1;
jeszcze raz wybrać polecenie Add, Time of Function wpisać 70, a następnie wybrać
funkcję 0. Określony został w ten sposób logiczny sygnał wejściowy o nazwie UWE,
o wartości początkowej 0, która utrzymuje się przez 30 ns, potem przez kolejne
40 ns wartość sygnału jest równa 1, a dalej równa się 0. Wybrać polecenie Return
wracając do planszy STIMULUS EDITOR. Zapisać specyfikację sygnału wejściowego
w zbiorze SYM1.STM poleceniem Write-Yes, a następnie za pomocą polecenia Use
przekazać sygnał wejściowy do symulatora i opuścić edytor sygnałów wejściowych.
1. 4. Symulacja
Uruchomić polecenie Run Simulation i przy pytaniu Simulation Length? wpisać 120
(symulowana jest praca układu przez czas równy 120 ns). Na ekranie zostają wyświetlone
przebiegi wybranych sygnałów.
 Komputerowa symulacja układów cyfrowych 1 5
Przesuwając kursor (myszą lub klawiszami) odczytać i zapisać maksymalne (tak
ustawiliśmy odpowiednią opcję w konfiguracji DST) czasy propagacji wszystkich
bramek, tzn. czasy pomiędzy skokiem sygnału wejściowego a spowodowanym nim
skokiem sygnału wyjściowego z poziomu wysokiego na niski (tPHLmax) i czasy pomiędzy
skokiem sygnału wejściowego a spowodowanym nim skokiem sygnału wyjściowego z
poziomu niskiego na wysoki (tPLHmax). Obliczanie opóz
nień może ułatwić postawienie
znacznika na aktywnym zboczu impulsu wejściowego za pomocą polecenia Place
marker. Znacznik usuwa się poleceniem Delete marker. W sprawozdaniu wykonać
Przerysować
odpowiednią tabelę, podającą czasy tPHLmax i tPLHmax dla wszystkich czterech badanych
przebiegi do
bramek (7400, 74LS00, 74S00 i 74ALS00).
sprawozdania
Zakończyć działanie symulatora poleceniem Quit-Abandon Simulation-Yes. Z planszy
DST wybrać polecenie Simulate-Configure Digital Simulation. Na dole planszy kon-
figuracji [End] wybrać opcję Use minimum delay conditions. Spowoduje to prezentację
przebiegów z minimalnymi katalogowymi wartościami czasów propagacji. Z planszy
konfiguracji wyjść przez [Home] i OK.
Uruchomić symulator. Poleceniem Run Simulation (120 ns) wyświetlić przebiegi
sygnałów. Odczytać i zapisać minimalne czasy propagacji dla wszystkich bramek
stosując oznaczenia tPLHmin i tPHLmin. W sprawozdaniu zamieścić rysunki określające
minimalne i maksymalne czasy propagacji wszystkich bramek. Przykładowy rysunek
zamieszczono poniżej.
Czasy propagacji bramki 74LS00
23 28
18 15
tPHL tPLH
W sprawozdaniu zamieścić również krótkie wytłumaczenie różnic czasów propagacji
poszczególnych bramek.
Poleceniem Edit Stimulus-Yes uruchomić edytor sygnałów wejściowych. Ustawić
linię wyróżniającą na UWE1, wybrać polecenie Edit. Na planszy STIMULUS DETAIL
EDITOR ustawić wyróżnienie na drugi skok sygnału (70, 0) i usunąć go poleceniem
Delete-Yes. Za pomocą polecenia Add dodać nową pozycję: Time of Function? 40;
Function? 0. W ten sposób zdefiniowany został wejściowy impuls prostokątny o cza-
sie trwania 10 ns. Poleceniem Return wrócić do pierwszej planszy edytora i poleceniem
Use przekazać zmieniony sygnał wejściowy do symulatora i zakończyć działanie edytora
wracając do symulatora. Uruchomić proces symulacji poleceniem Run Simulation (120).
Przebieg wyjściowy bramki standardowej 7400 (UWY_00) jest nieokreślony ponieważ
impuls wejściowy jest za krótki: bramka reaguje na zmianę napięcia wejściowego z 0 na 1,
lecz zanim zdąży ustawić odpowiednie napięcie wyjściowe z należnym czasem Żółte znaki u
opóz
nienia, napięcie wejściowe spada do 0. Na przebiegu symulatora jest to zaznaczone oznaczają
w specjalny sposób. W przypadku rzeczywistej bramki sterowanej w ten sposób napięcie Undefined
wyjściowe przyjmuje wartości pomiędzy logicznymi poziomami 0 i 1.
Zakończyć działanie symulatora poleceniem Quit-Abandon Simulation-Yes.
6 Komputerowa symulacja układów cyfrowych 1
2. Liczniki dwójkowe: asynchroniczny 74LS93
i synchroniczny 74LS193
2. 1. Rysowanie schematu
W planszy DST wybrać polecenie To Schematic-Execute. W planszy SDT wybrać
polecenie Draft-Execute. Uruchomiony zostaje ponownie program do rysowania
schematów elektrycznych (Draft). Na ekranie wyświetlany jest poprzednio narysowany
schemat układu bramek 00.
Za pomocą polecenia Delete-Block-Begin-End usunąć wszystko z wyjątkiem znacz-
nika sygnału wejściowego (portu) UWE.
Narysować schemat układu, przedstawio-
RESET
nego na Rys. 2.
U1 Za pomocą polecenia Get (74LS93) umieś-
14 12
UWE A QA cić licznik 74LS93.
1 9
B QB
Za pomocą polecenia Get (74LS193)
8
QC
11
umieścić licznik 74LS193.
QD
2
R0(1)
Za pomocą polecenia Edit-Edit-Reference-
3
R0(2)
Name wpisać nazwy liczników U1 dla 74LS93
74LS93
i U2 dla 74LS193.
Za pomocą polecenia Place-Wire-Begin-
U2
New-Begin ...-End połączyć port UWE z wejś-
15 3
A QA
1 2
ciem A licznika 74LS93 i wejściem UP licznika
B QB
10 6
C QC
74LS193 oraz wejście B licznika 74LS93 z wyjś-
9 7
D QD
ciem A tego licznika. Zaznaczyć połączenie
5 12
w miejscu rozgałęzienia linii biegnących do
UP CO
4 13
DN DN BO
UWE1 poleceniem Place-Junction-Place.
11
LOAD LOAD
Narysować port wejściowy RESET (Place-
14
CLR
Module Port  wpisz RESET-Input-Place. Umieś-
74LS193
cić go jak na Rys. 2, gdyż wpływa to na kolejność
prezentacji sygnałów w procesie symulacji)
Rys. 2. Schemat do badania liczników
i połączyć go z wejściami R0(1) i R0(2) licznika
74LS93 oraz wejściem CLR licznika 74LS193. W miejscu łączenia krzyżujących się linii
zaznaczyć połączenia poleceniem Place-Junction-Place.
Narysować porty wejściowe DN i LOAD i połączyć je z odpowiednimi wejściami
licznika.
W liniach doprowadzających sygnały RESET, UWE, DN i LOAD umieścić symbole
wprowadzenia sygnałów pobudzających. W tym celu uruchomić polecenie Place-
Stimulus (Stimulus wybrać z listy poleceń Place myszą lub klawiszami strzałkowymi!).
Po pytaniu Stimulus? wpisać nazwę sygnału pobudzającego (RESET, UWE, DN lub
LOAD), zakończyć klawiszem [Enter], nasunąć kursor na odpowiednie miejsce i wyko-
nać polecenie Place. Zakończyć działanie polecenia Place-Stimulus klawiszem [Esc] lub
prawym przyciskiem myszy.
W liniach doprowadzających sygnały wejściowe RESET i UWE oraz na wyjściach
liczników: QA1, QB1, QC1, QD1, QA2, QB2, QC2, QD2, CO i BO umieścić znaczniki,
nakazujące wyznaczanie i prezentację tych sygnałów w procesie symulacji. W tym celu
uruchomić polecenie Place-Trace Name (Trace Name wybrać z listy poleceń Place
myszą lub klawiszami strzałkowymi!). Po pytaniu Trace Name? wpisać nazwę jednego
z wymienionych wyżej sygnałów, zakończyć klawiszem [Enter], nasunąć kursor na
 Komputerowa symulacja układów cyfrowych 1 7
odpowiednie miejsce i wykonać polecenie Place. Zakończyć działanie polecenia Place- Po zakończeniu
Trace Name klawiszem [Esc] lub prawym przyciskiem myszy.
rysowania
Wykonać polecenia Quit-Update File, co powoduje zapisanie schematu w pliku
schemat
SYM1.SCH, a następnie (z tej samej rozwiniętej listy poleceń Quit)-Abandon Edits co
powinien
powoduje opuszczenie programu do rysowania schematów i powrót do planszy SDT.
wyglądać tak jak
na Rys. 2. Rys.
2. 2. Badanie działania liczników za pomocą symulatora OrCAD/VST
schematu
zamieścić
Z planszy SDT wybrać polecenie To Digital Simulation-Execute.
w sprawozdaniu
Z planszy DST wybrać polecenie Simulate, a następnie Configure Digital Simulator.
Klawiszem [End] lub myszą przesunąć się na sam dół planszy konfiguracyjnej i ustawić
(kliknąć myszą) opcję Use maximum delay conditions (maksymalne katalogowe czasy
Przebiegi bez
propagacji). Klawiszem [Home] lub myszą wrócić do góry planszy i wyjść przez OK.
opóz
nień:
Z planszy DST wybrać ponownie polecenie Simulate, a następnie Local Configuration
Numerator = 0
i Configure SIMULATE. Włączyć skalowanie opóz
nień (Specify Numerator / Denomi-
nator for scaled delays) i ustawić Numerator = 0 (opóz
nienia mnożone przez 0 
symulowane przebiegi nie będą uwzględniały czasów propagacji układów logicznych).
Uruchomić symulator (Simulate-Execute). Wyświetlona zostaje plansza, umożliwia-
jąca przedstawianie przebiegów czasowych wybranych sygnałów.
Uzupełnić specyfikację sygnałów wejściowych RESET, UWE, LOAD i DN. W tym
Sygnał RESET
celu uruchomić polecenie Edit Stimulus. Potwierdzić chęć edytowania (Yes). Urucho-
musi być
miony zostaje STIMULUS EDITOR. Wyróżnić (białą linią) sygnał RESET. Uruchomić
impulsem (musi
polecenie Edit (bezpośrednio klawiszem [E] lub po rozwinięciu listy poleceń myszą lub
zawierać
klawiszem [Enter]). Wyświetlona zostaje plansza STIMULUS DETAIL EDITOR.
dwukrotną
Przesunąć białą linię wyróżniającą na pozycję Initial Value i wpisać wartość początkową
zmianę poziomu)
sygnału równą 1.
Przesunąć linię wyróżniającą na pozycję End Stimulus, wybrać polecenie Add, przy
pytaniu Time of Function? wpisać wartość 1, a następnie wybrać wartość funkcji równą 0.
Wybrać polecenie Return wracając do planszy STIMULUS EDITOR. Przesunąć
wyróżnienie na sygnał UWE, uruchomić polecenie Edit. Wpisać Initial Value 0.
Przesunąć wyróżnienie do pozycji End Stimulus i uruchomić opolecenie Add. Wpisać
czas funkcji 60, funkcja 1. Jeszcze raz wybrać polecenie Add, wpisać czas funkcji 100,
wybrać funkcję GOTO, wpisać Destination Time of Jump? 0. Zdefiniowany został w ten
sposób sygnał UWE o kształcie fali prostokątnej o okresie 100 ns (częstotliwości
10 MHz) i współczynniku wypełnienia 0,4.
Poleceniem Return wrócić do planszy STIMULUS EDITOR. Wybrać sygnał DN, Sygnały DN
uruchomić polecenie Edit. Ustawić Initial Value 1. Wrócić (Return) do planszy STI- i LOAD mogą
MULUS EDITOR (sygnał DN ma stałą wartość 1). Podobnie dla sygnału LOAD ustawić być stałymi
(Edit) Initial Value 1 i wrócić (Return) do planszy STIMULUS EDITOR. Zapisać poziomami
wprowadzone definicje sygnałów wejściowych w zbiorze SYM1.STM poleceniem Write-
Yes, a następnie za pomocą polecenia Use przekazać sygnał wejściowy do symulatora
i opuścić edytor sygnałów wejściowych.
Poleceniem Trace-Change View-Trace Delta Time? 20 ustawić krok symulacji
równy 20 ns.
Poleceniem Run Simulation (2000 ns) wyświetlić przebiegi na ekranie.
W przebiegach nie są uwzględniane czasy propagacji liczników zgodnie z ustawieniem
odpowiedniej opcji konfiguracji. Przerysować przebiegi do sprawozdania, zwrócić uwagę
na synchronizację przebiegów względem impulsów wejściowych. W sprawozdaniu
podać, które zbocza sygnału wejściowego (narastające czy opadające) powodują zmiany
8 Komputerowa symulacja układów cyfrowych 1
stanów liczników. Wykonać tabelę, przedstawiającą dwójkowo i dziesiętnie kolejne
dwadzieścia (0...19) stanów liczników (DCBA, D = QD, C = QC itd.):
Numer kolejny stanu Licznik 74LS93 Licznik 74LS193 stan licznika
licznika D C B A D C B A dziesiętnie
0
1
..... ..... ..... .....
19
Wyjść z programu Simulate (Quit-Abandon Simulation-Yes), w planszy lokalnej
Przebiegi
konfiguracji (Simulate-Local Configuration-Configure SIMULATE) usunąć skalowanie
z opóz
nieniami:
opóz
nień (Specify numerator/denominator for scaled delays), wyjść przez OK.
wyłączone
Ponownie uruchomić program Simulate. Uruchomić symulację z krokiem symulacji
skalowanie
równym 1 ns (ustawia się automatycznie po uruchomieniu programu) w zakresie do
opóz
nień
2000 ns (Run Simulation-2000). Zmierzyć i zapisać opóz
nienia od właściwego (aktywne-
go) zbocza odpowiedniego impulsu wejściowego UWE, do zmiany stanu wyjść QA, QB,
QC i QD obydwu liczników ze stanu niskiego do wysokiego i ze stanu wysokiego do
niskiego. Obliczanie opóz
nień może ułatwić postawienie znacznika na aktywnym zboczu
impulsu wejściowego za pomocą polecenia Place marker. Znacznik usuwa się
poleceniem Delete marker. Wyniki zestawić w tabelce (strzałki oznaczają kierunek zmian
sygnału):
Zmiana stanu wyjścia: QAę! QA�! QBę! QB�! QCę! QC�! QDę! QD�!
Opóz
nienie 74LS93:
Opóz
nienie 74LS193:
Porównać opóz
nienia zmian sygnałów wyjściowych obydwu liczników. Z czego
Opóz
nienie:
wynikają różnice? Dlaczego licznik 74LS193 nazywa się  synchroniczny ?
różnica czasu
Obliczyć częstotliwość sygnału wejściowego, powyżej której opóz
nienie na ostatnim
pomiędzy
przerzutniku układu 74LS93 jest większe od okresu sygnału wejściowego.
zboczem
Sprawdzić działanie układu 74LS193 przy sterowaniu go na wejściu DN. W tym celu
wywołującym
wyjść z programu Simulate (Quit-Abandon Simulation-Yes), w planszy lokalnej
zmianę i zmianą
konfiguracji (Simulate-Local Configuration-Configure SIMULATE) włączyć skalowanie
sygnału
opóz
nień (Specify Numerator / Denominator for scaled delays-Numerator = 0), wyjść
wyjściowego
przez OK. Ponownie uruchomić program Simulate. Za pomocą polecenia Edit Stimulus
zamienić (Edit) nazwy sygnałów UWE1 na DN i DN na UWE1, opuścić STIMULUS
EDITOR poleceniem Use. Poleceniem Trace-Change Viev ustawić krok symulacji 20 ns.
Uruchomić symulację (Run Simulation-2000). Wykonać tabelę, przedstawiającą kolejne
stany licznika w tych warunkach.
Opisać działanie badanych liczników 74LS93 i 74LS193.
3. OPRACOWANIE WYNIKÓW
W sprawozdaniu należy opisać przeprowadzone badania, zamieścić i omówić
wykonane rysunki i tabele.
 Komputerowa symulacja układów cyfrowych 1 9
Załącznik 1
Lista poleceń programu OrCAD/SDT  program Draft
Again  powtarzanie poprzednio wykonywanego polecenia listy głównej;
Block  manipulacje wydzielonym obszarem (blokiem) rysunku:
Move  przesuwanie bloku bez zachowania połączeń przewodów i magistral;
umieszczenie w nowym miejscu poleceniem Place;
Drag  przesuwanie bloku z zachowaniem połączeń
przewodów i magistral (jeśli ustawiona opcja Set-Drag Buses);
umieszczenie w nowym miejscu poleceniem Place;
Fixup  korygowanie ułożenia przewodów i magistral;
Get  pobranie (powielenie) bloku, zapisanego wcześniej w pamięci
poleceniem Blok-Save;
Save  zapisanie bloku w pamięci w celu powielenia;
Import  pobranie bloku zapisanego w zbiorze dyskowym;
Export  zapisanie bloku w zbiorze dyskowym;
Conditions  informacje o przydziale pamięci;
Delete  usuwanie elementów rysunku:
Object  pojedynczego obiektu;
Block  bloku;
Undo  odtworzenie elementów usuniętych ostatnim poleceniem Delete;
Edit  zmiana (edycja) sposobu przedstawienia lub opisu elementu;
Find  wyszukiwanie łańcucha znaków tekstowych;
Get  pobieranie obiektów z bibliotek elementów;
Hardcopy  drukowanie rysunku;
Jump  przemieszczenie kursora do zadanego miejsca pola rysunkowego;
Library  przeglądanie bibliotek elementów;
Macro  definiowanie i administrowanie ciągów poleceń (makro);
Place  umieszczanie na arkuszu: przewodów (połączeń), magistral, znaczników
połączenia, połączeń magistral, etykiet, przejść do lub z innego arkusza
schematu, punktów zasilania, arkuszy hierarchicznych, tekstu i linii
przerywanych (nie tworzących połączeń);
Quit  zapis rysunku na dysku, rozpoczęcie pracy nad innym rysunkiem,
zakończenie pracy programu Draft;
Repeat  powielanie połączeń lub etykiet z określonym przesunięciem poziomym i
pionowym oraz przyrostem wartości liczbowych, ustawianych
poleceniem Set-Repeat parameters;
Set  ustawianie parametrów pracy;
Tag  wprowadzanie oznaczeń punktów arkusza;
Zoom  powiększanie lub zmniejszanie rysunku;