-& 222h79c nbsp;   & 222h79c nbsp; disegnare il circuito nel programma di simulazione al computer con i rispettivi componenti e provare l'effettiva validità delle funzioni logiche tramite l'utilizzo del led (in Multisim)

STRUMENTI PRINCIPALI UTILIZZATI NELLA PROVA

-& 222h79c nbsp;   & 222h79c nbsp; Elaboratore

Essendo una prova simulata tutte le operazioni sono state svolte al computer.

-& 222h79c nbsp;   & 222h79c nbsp; Editor testuale

Ho utilizzato il programma Microsoft Word per scrivere la relazione e per dare una impostazione ad essa. Oltre alla stesura il programma ci ha permesso di inserire la tabella di verità e le immagini necessarie per descrivere opportunamente il tutto.

Si presenta con un ambiente di questo tipo:

-& 222h79c nbsp;   & 222h79c nbsp; Editor grafico (raster)

Ho utilizzato Paint Shop Pro che mi ha permesso di modificare e "ritagliare" l'immagine importata da Multisim nella clipboard di Windows e ricopiarla nuovamente per poi poterla immettere in Word.

Si presenta con un ambiente di questo tipo:

-& 222h79c nbsp;   & 222h79c nbsp; Programma per il disegno e la progettazione di reti combinatorie

Multisim è lo strumento principale che ci ha permesso di disegnare la rete combinatoria con tutti i suoi componenti. Esso è dotato di vari menu necessari per trasferire i "componenti" nel "foglio di lavoro" ovvero un ambiente che sostituisce, in modo concettuale, il classico circuito stampato o quello per montaggi sperimentali (bread board).

Si presenta con un ambiente di questo tipo:

MODALITA' DI ESECUZIONE DELLA PROVA

In primo luogo abbiamo disegnato in Work Bench il circuito assegnato dal professore (fig. 1).

Per realizzarlo è stato necessario utilizzare i seguenti componenti:

-& 222h79c nbsp;   & 222h79c nbsp; 1 Generatore da 5 V

-& 222h79c nbsp;   & 222h79c nbsp; 1 Massa

-& 222h79c nbsp;   & 222h79c nbsp; 4 Switch

-& 222h79c nbsp;   & 222h79c nbsp; 2 porte logiche OR

-& 222h79c nbsp;   & 222h79c nbsp; 1 porta logica AND

-& 222h79c nbsp;   & 222h79c nbsp; 1 resistenza da 100 W

-& 222h79c nbsp;   & 222h79c nbsp; 1 diodo-led

-& 222h79c nbsp;   & 222h79c nbsp; vari fili conduttori

-& 222h79c nbsp;   & 222h79c nbsp; 7 connettori per la creazione di nodi

Realizzato il circuito abbiamo costruito la tabella della verità (vedi contenuti della prova); avendo tre porte logiche per costruirla abbiamo dovuto utilizzare 16 (2⁴) numeri in notazione binaria partendo dallo 0000₂ (0₁₀) fino ad arrivare a 1111₂ (15₁₀).

Figura n. 1:

CONTENUTI DELLA PROVA

Nei contenuti della prova allego l'espressione logica ricavata e la tabella di verità:

Y = A * B + C + D

TABELLA DI VERITA'

CONSIDERAZIONI TEORICHE

SISTEMA DI NUMERAZIONE BINARIO

Il sistema di numerazione binario (in base 2) è quello comprensibile alle porte logiche presenti nei circuiti integrati. Grazie a questa notazione è possibile realizzare una vasta gamma di funzioni logiche.

Il sistema di numerazione binario è un sistema posizionale come quello decimale: consideriamo il numero decimale 237 , esso può essere scomposto in questo modo:

ossia le cifre del numero vengono moltiplicate per le potenze di dieci (da cui decimale) crescenti da destra verso sinistra. I numeri binari vengono costruiti nello stesso modo solo che invece di potenze di 10 si usano le potenze di 2, quindi considerando il seguente numero binario, scomponendolo ed effettuando i calcoli si ottiene il corrispondente numero decimale:

Per convertire un numero decimale in binario è necessario invece:

-& 222h79c nbsp;   & 222h79c nbsp; dividere il numero decimale per 2

-& 222h79c nbsp;   & 222h79c nbsp; il resto della divisione costituisce la cifra meno significativa

-& 222h79c nbsp;   & 222h79c nbsp; continuare a dividere il quoziente fino a che non si annulla

es:

6 | 1 <- cifra meno significativa

3 | 0

1 | 1

0 | 1 <- cifra più significativa

FUNZIONI LOGICHE ELEMENTARI

Nel nostro circuito abbiamo utilizzato due tipi di porte logiche:

-& 222h79c nbsp;   & 222h79c nbsp; AND (la cui espressione logica è Y = A * B)

La porta AND è una porta elementare. La sua tabella di verità è:

A B | Y

A e B rappresentano i due valori di entrata mentre la Y è l'uscita che si ha a secondo della combinazione. Il valore 0 corrisponde all'assenza ed il valore 1 alla presenza di corrente nella rete.

-& 222h79c nbsp;   & 222h79c nbsp; OR (la cui espressione logica è Y = A + B)

La porta OR è anch'essa una porta elementare. La sua tabella di verità è:

A B | Y

Esistono anche altre porte logiche elementari (NOT, XOR) e universali (NAND, NOR).

OSSERVAZIONI FINALI: Il nostro compito è stato quello di dimostrare che l'uscita (Y) corrisponde al passaggio di corrente (nella rete) quando il valore è 1 (es. 0101) e alla assenza di corrente quando il valore è 0 (es. 1000). Abbiamo potuto verificare questo grazie al led posto nel simulatore della rete combinatoria:

come si può notare in figura 2 il led è acceso perché la combinazione di valori usati (0101) da come risultato 1.

Analizziamo perché: [ 0 AND 1 = 0 ] OR [ 0 OR 1 = 1 ] = 1

Quando invece la combinazione è 1000 (figura 2):

Il led non si accende.

Analizziamo perché: [ 1 AND 0 = 0 ] OR [ 0 OR 0 = 0 ] = 0

Figura n. 1:

Figura n. 2: