1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia na dzisiejszych zajęciach było zbudowania za pomocą bramek logicznych multipleksera i demultipleksera. Układy należało zaimplementować w środowisku Quartus i przetestować na płycie DE1.

1. Przebieg ćwiczenia.

• Realizacja funkcji logicznej na demultiplekserze na podstawie wypełnionej przez prowadzącego siatki Karnaugha.

bc a	00	01	11	10
0	0	1	1	0
1	1	0	0	1

$$\mathbf{f =}\overset{\overline{}}{\mathbf{a}}\mathbf{c} + \mathbf{a}\overset{\overline{}}{\mathbf{c}}$$

Funkcja ta realizowana jest na poniższym diagramie. W funkcji występują jedynie wejścia a i c co ułatwiło nam zadanie, ponieważ nie musieliśmy tworzyć wejścia b. Kolejnym ułatwieniem było to, że funkcja posiada jedynie dwa wyrazy co skutkuje połączeniem tylko dwóch bramek w jedną aby uzyskać poprawnie działający diagram.

• Realizacja funkcji logicznej na multiplekserze – adresowanie sygnałami ab.

cd ab	00	01	11	10
00	0	1	1	0
01	1	0	0	1
11	0	1	1	0
10	1	1	0	0

$$\mathbf{f =}\overset{\overline{}}{\mathbf{a}}\overset{\overline{}}{\mathbf{b}}\mathbf{d}\mathbf{+}\overset{\overline{}}{\mathbf{a}}\mathbf{b}\overset{\overline{}}{\mathbf{d}}\mathbf{+}\mathbf{\text{abd}}\mathbf{+}\mathbf{a}\overset{\overline{}}{\mathbf{b}}\overset{\overline{}}{\mathbf{c}}$$

Funkcja ta realizowana jest na poniższym diagramie. Do jego wykonania posłużyliśmy się diagramem z poprzedniego ćwiczenia po uprzednim zmodyfikowaniu go na potrzeby aktualnego polecenia. Zasada działania jest identyczna jedynie zmienia się ilość wejść.

• Realizacja funkcji logicznej na multiplekserze – adresowanie sygnałami cd.

cd ab	00	01	11	10
00	0	1	1	0
01	1	0	0	1
11	0	1	1	0
10	1	1	0	0

$$\mathbf{f =}\left( \mathbf{a \oplus b} \right)\overset{\overline{}}{\mathbf{c}}\overset{\overline{}}{\mathbf{d}}\mathbf{+}\left( \mathbf{a +}\overset{\overline{}}{\mathbf{b}} \right)\mathbf{*}\overset{\overline{}}{\mathbf{c}}\mathbf{d}\mathbf{+}\left( \mathbf{ab +}\overset{\overline{}}{\mathbf{a}}\overset{\overline{}}{\mathbf{b}} \right)\mathbf{\text{cd}}\mathbf{+ (}\overset{\overline{}}{\mathbf{a}}\mathbf{b}\mathbf{)}\mathbf{c}\overset{\overline{}}{\mathbf{d}}$$

Funkcja ta realizowana jest na poniższym diagramie. Podobnie jak w poprzednim ćwiczeniu tutaj także wykorzystaliśmy poprzedni diagram jako bazę, aby zaoszczędzić czas. Tym razem liczba modyfikacji była o wiele większa i wymuszała między innymi wprowadzenie bramki XOR do realizacji pierwszego wyrazu funkcji.

1. Wnioski.

• Za pomoca multiplekserów i demultiplekserów możemy bezproblemowo realizować funkcje logiczne.

• Przy adresowaniu multiplekserów bardzo ważny jest wybór sygnałów.

• Korzystając z metody siatek Karnaugha można zauważyć, że jest to metoda szybka, prosta i dzięki nie możemy znaleźć funkcję w uproszczonej wersji.

• Środowisko Quartus z którego korzystaliśmy podczas zajęć jest prostym i wygodnym narzędziem do budowy i sprawdzania układów cyfrowych.

• Przy adresowaniu bardzo ważne jest aby znaleźć i stworzyć jak najwięcej grup zerowych lub jedynkowych.