Návod na použitie Digital Works 2.0

Digital Works pre Microsoft Windows verzia 2.0

Tento program je voľne šíriteľný (freeware).

Menu (menu)

File (súbor)

- New Macro (nový obvod)

- Open (otvor)

- Save (ulož)

- Save as (ulož ako)

- Print Setup (nastavenie tlače)

- Print Preview (náhľad tlače)

- Print (tlač)

- Exit (koniec)

Edit (edituj)

- Cut (vystrihni)

- Copy (kopíruj)

- Paste (vlož)

- Delete (zmaž)

- Export to Clipboard (odosli do schránky)

Circuit (obvod)

- Run (spusť)

- Stop (stop)

- Pause (zastav)

- Step (krok)

- Clock Speed (rýchlosť)

View (ukáž)

- Show Grid (ukáž sieť)

- Snap to Grid (uchyť sieť)

- Grid Setup (nastavenie siete)

Tools (nástroje)

- Logic History Window (logická historia)

- Template Editor (editor šablóny)

Help (pomoc)

- Help Topics (pomocné témy)

The Tool Bar (nástrojová lišta)

File (Súbor)

New (nový) – vytvorenie nového logického obvodu obvodu na Workspace (workspace je oblast na ploche, na ktorej je umožnené spájať logické členy a vytvárať digitálne obvody.

Open (otvor obvod) – dovoľuje načítanie už uložených obvodov vytvorených cez Digital Works.

Save (ulož obvod) – Uloží vytvorený obvod na disk v pc.

Print (tlač obvodu) – Odošle obvod do tlačiarne na vytlačenie.

Digital Objects (Digitálne objekty)

Gates (logické členy)

OR, NOR, XOR, XNOR, NOT, AND, NAND,

Logické členy sú základným stavebným blokom pre mnohé digitálne elektronické obvody. Digital Works poskytuje všetkých sedem základných logických členov. Všetky logické členy, taktiež aj obvody je možné rotovať. Stlačením ľavého tlačidla myši upevníme zariadenie na požadovanom mieste.

Tri-state (trojstavový člen)

Trojstavové zariadenie má špeciálny vstup s dovoleným označovaním 1 alebo 0. Ak je nastavený s aktuálnou hodnotou 1, zariadenie pracuje normálne a jeho výstup je taktiež vstup. Ak je nastavený s aktuálnou hodnotou 0, výstup je fyzicky vypnutý z člena vo vnútri obvodu. Tento stav je normálne nazývaný pohyblivý (plávajúci). Trojstavový člen môže byť taktiež rotovaný všetkými smermi.

Flip Flops (klopne obvody)

Digital Works podporuje tri typy klopných obvodov typu RS, JK a D. Oba klopne obvody JK a D sú master-slave hodinové zariadenia ktorých výstupy sú aktivované na falling (klesanie) a rising stúpanie, obrys jednotlivého signálu hodín. Stlačením ľavého tlačidla myši upevňujeme alebo meníme pozíciu na workspace.

Memory (pamäť)

Tlačidlo s ikonou pamäť dovoľuje umiestniť do obvodu pamäť oboch typov RAM alebo ROM. Číselná adresná línia a číselná dátová línia je užívateľom definovateľná. Pamäť umiestnime na workspace stlačením príslušnej ikony, ktorú potom vložíme na požadované miesto. Stlačením ľavého tlačidla myši vyvoláme zmenu dialógového okna pamäte. Ak chceme zmeniť parametre pamäte už vloženej v obvode, stlačíme pravé tlačidlo myši na tom zariadení pamäte, ktorú chceme meniť. Týmto vyvoláme zmenu v obsahovom dialógu okna.

Interactive Switch (interaktívny vypínač)

Objekt vypínača umiestnite do obvodu na plochu workspace. Kliknutím na vypínač ho označíte a môžete ním hýbať celou aktívnou zónou. Na označenie vypínača použite tlačidlo Object Selector (ikona) a pravé tlačidlo myši, vyskočí ponukové okno na zmenu typu vypínača. Buď sa bude vypínač chovať ako prepínač, alebo ako tlačidlo, ktorým sa buď stlačením zapne alebo stlačením sa vypne. (Ikona) Hand Tool je používaná na vykonávanie prepínacieho alebo tlačidlového režimu. Ak nemôžte otvoriť alebo zatvoriť vypínač normálne, môže to byť spôsobené tým, že máte navolený Object Selector, ktorým môžete meniť iba užívateľské nastavenia objektu.

Embed Macro (vložiť makro)

Táto ikona povoľuje vložiť alebo osadiť už vopred definované makro do vnútra vášho obvodu. Vloženie makra, označenie makra to všetko pomocou myši cez aktívny náhľad. Stlačením ľavého tlačidla myší upevníme objekt na požadovanom mieste. Vložené dialogové okno makra je potom automaticky vyvolané. Zvolené makro môžeme označiť a potvrdiť stlačením OK.

Môžete vidieť vnútorný stav alebo meniť vkladané makro cez klikanie pravým tlačidlom myši a označiť Edit Macro option (meniť nastavenia makra).

Macro Tag ( úprava macra)

Úprava makra je používaná keď sa vytvára makro a poskytuje komunikačnú cestu medzi náhľadom a minimalizovaným obvodom. Používa sa hlavne v spolupráci so šablónovým editorom.

INPUT (vstup)

Sequence Generátor /Bit Generator/ (generátor postupnosti)

Generátor postupnosti je objekt, ktorý môže byť použitý na zásobenie užívateľom definovaných sekvencií medzi 1 a 0. Objekt display (LED) indikuje aktuálny stav a aktuálny cyklus tzn. červený pre high (1), biely pre low (0). Umiestnime generátor postupnosti do obvodu. Označíme ikonu a hýbeme myšou cez aktívne okno. Stlačením ľavého tlačidla myši umiestnime zariadenie na požadované miesto. Označíme objekt pomocou nástroja Object Selector a pravým tlačidlom myši. Otvorí sa ponuka so zmenou sekvencie generátora na zariadení, ktorá je výrobou prístupná. 64-bit sekvencia môže byť vložená v dvojkovej alebo šestnástkovej sústave. Vložená sekvencia je cyklická.

Clock (hodiny)

Objekt hodín môže byť použitý na dodávanie alternatívnej série 1 a 0. Objekt dispay (LED) ukazuje aktuálny stav hodinového cyklu tzn. zelený pre high (1), biely pre low (0). Stlačením ľavého tlačidla umiestnime zariadenie na požadované miesto. Rýchlosť hodín môže byť zmenená v nastaveniach obvodu z hlavného menu a zvolenie rýchlosti hodín. To môže byť nastavené na 1, 2, 5 alebo 10 Hz.

Interactive Input (interaktívny vstup)

Interaktívny vstup poskytuje užívateľovi definovaný vstup od nuly po jednotku. Použitím Interactive Object Selector nastavíme výstup zariadenia na high alebo low. Klikneme na ikonu interactive Input ľavým tlačidlom a vložíme ju na požadované miesto aktívnej plochy. Interaktívny vstup môže byť nastavený na pulzy. Pravým tlačidlom myši klikneme na objekt a nastavíme pulzy. Interactive Object Selector môžeme použiť na nastavenie štartu cyklov pulzu.

Power Supply (Energia +, -)

Ikony s energiou dovoľujú pripevniť pevne zdroje energie do obvodu kladnej a zápornej. Stlačením ľavého tlačidla myši vložíme objekty na požadované miesto.

OUTPUT (výstup)

LED (led dioda)

Tento objekt dovoľuje monitorovať systém pomocou vložených diod v obvode. LED dióda môže byť spájaná s ďalšími zariadeniami ako napr. logické členy, generátorom sekvencií. LED vložíme do obvodu pomocou ľavého kliku na ikonu a umiestnením na požadované miesto v obvode. Označením zariadenia s Object Selector a pravým tlačidlom myši sa vysunie vyskakovanie okno v ktorom môžeme zmeniť farbu objektu.

Seven Segment LED (sedem segmentový ukazovateľ)

Tento objekt dovoľuje monitorovať výstupne hodnoty obvodu tým, že zobrazí jeden zo siedmych segmentov LED displaya. Tieto zariadenia sú normálne používané s binárnym desiatkovým kódom a sedem segmentovým ovládačom displaya. Na vloženie tohto LED segmentu kliknite na požadovanú ikonu ľavým tlačidlom myši a preneste ho do aktívneho okna na požadované miesto. Označením zariadenia s Object Selector a stlačením pravého tlačidla myši, vysunie sa okno v ktorom môžeme meniť farbu zariadenia. Vývody zariadenia pre tento objektu sú zobrazené dole.

ADDITIONAL (ďalšie)

Annotation (poznámky)

Poznámky môžu byť vložené do obvodu kliknutím na ikonu poznámky a prenesené na požadované miesto v obvode. Po vložení na požadované miesto sa ihneď otvorí dialógové okno. Poznámky môžu byť rotované a nastavenia menené pravým tlačidlom myši pomocou Object Selector.

Wiring Tool (spájacie pero)

CONTROL (ovládače)

Run (spusť)

Ikona Run dovolí modelovať a testovať operácie v obvode.

Stop (stop)

Zastavý práve prebiehajúci proces.

Pause (zastav)

Dovolí dočasne zastaviť práve prebiehajúci proces v obvode. Ak je ikona opäť stlačená, spustený proces bude opäť aktívny bez resetovania.

Step (krok)

Dovoľuje púšťať po častiach hodinové cykly. Je to hlavne vhodné keď spustený proces je v pauze.

Object selector

je nástroj povoľujúci náhľady na objekt v obvode. Náhľad objektu je ukázaný ako séria bodkovaných čiar. Niekedy vybraný objekt môže byť posunutý na nové miesto. Zopár objektov môže byť rotovaných (napr. vysvetlivky a logické členy) a to je ukázané cez náhľad na ukázaný objekt v obvode s krížom vo vnútri. Pohyb myšou cez obvod bude zobrazený. Stlačením ľavého tlačidla myši sa rotuje objekt do požadovaného uhla. Taktiež je možný prístup a zmena objektových nastavení stlačením pravého tlačidla myši.

Object Interaction Selector

Hand tool (ruka nástroj) je používaný na ovládanie interaktívnych obvodových častí takých ako vypínač alebo interaktívny vstup predmetov keď simulátor je spustený alebo zastavený. Nemôžete otvoriť alebo zatvoriť vypínač s normálnym Object Selector, pretože ten je určený na zmeny objektu alebo zmenu jeho parametrov. Prst (hand tool) je umiestnený cez interaktívny objekt a kliknutím ľavým tlačidlom myši zmeníte jeho stav.

Softvér na tvorbu elektronicky digitálnych logických obvodov DIGITAL WORKS 2.0 a MULTIMEDIA LOGIC

DIGITAL WORKS je freeware. Freeware je voľne šíriteľný program, ktorý autor dáva bezplatne k dispozícií na voľné šírenie a používanie.

Je to grafický dizajnový nástroj, ktorý umožňuje konštruovať elektronicky digitálne logické obvody a analyzovať ich priebeh.

Obvody môžu byť tvorené logickými členmi (OR, NOR, XOR, XNOR, NOT, AND, NAND) a jednoduchšími klopnymi obvodmi (RS, JK, D). Je možné ďalej použiť trojstavovú logiku na konštrukciu systémov so zbernicami.

Program je možné stiahnuť a nainštalovať týmto odkazom:

http://www.spsu.edu/cs/faculty/bbrown/circuits/dwInstall.exe

Program je jednoduchý na ovládanie. Návod na použitie sa nachádza tu.

Ďalší program na tvorbu elektronický obvodov ma názov Multimedia Logic. Je to softvér, v ktorom sa dajú konštruovať základné logické obvody a je jednoduchý a intuitívny na ovládanie. Veľmi dobre sa hodí na vyučovanie na základnej škole.

Program je Freeware, a je možné ho stiahnuť týmto odkazom:

http://www.softronix.com/download/mmlogic14.exe

Týmto programom sa dajú vytvárať takéto simulačné zapojenia:

Medzi náročnejšie programy, vhodné taktiež pre vyučovanie na základnej škole patrí program PC Schematic. Program je voľne stiahnuteľný s určitými obmedzeniami, ktoré pre náš účel nepredstavuje žiadne obmedzenia. Tento softvér sa dá stiahnuť z tohto odkazu:

http://www.pcschematic.com/english/index.htm?http://www.pcschematic.com/english/pcschematic/orderdemo_progselect.htm


PC Schematic umožňuje vytvárať schematické zapojenia akýchkoľvek obvodov. Pre naše potreby zapojenia logických obvodov.

Schematické značky logických obvodov

Každý logický obvod má svoju vlastnú schematickú značku, podobne ako má každý svoje vlastné "jedinečné" telefónne číslo,aby sa odlíšil od ostatných.

Jedinečná schematická značka vychádza z normy (napr. z ČSN). Pre každý logickú funkciu je stanovená presná schematická značka. Malý krúžok na niektorom z výstupov značí, že daný výstup je negovaný.

Logický obvod NOT

Zápis logickej funkcie

Logický obvod OR

Zápis logickej funkcie

Logický obvod AND

Zápis logickej funkcie

Logický obvod NOR

Zápis logickej funkcie

Logický obvod NAND

Zápis logickej funkcie

Pri hľadaní programov na tvorbu logických obvodov na internete, sa môžeme stretnúť dosť často aj s označeniami podľa americkej normy MIL-STD-806B

Pri takto označených schematických značiek môžeme vidieť rozdiely pri značení základných logických obvodov.

Logický obvod NOT

Zápis logickej funkcie

Logický obvod AND

Zápis logickej funkcie

Logický obvod OR

Zápis logickej funkcie

Logický obvod NOR

Zápis logickej funkcie

Logický obvod NAND

Zápis logickej funkcie

Logický obvod NAND

Všestrannosť využitia logického obvodu NAND je veľká. Týmto jedným logickým obvodom dokážeme v našich podmienkach vytvoriť akýkoľvek logický obvod (AND, OR, NOR).



Preto aj v integrovanom obvode sa nachádza iba logický obvod typu NAND.



Logický obvod AND formou NAND



kliknutím na obrázok spustíte animáciu


Na vytvorenie logického obvodu AND je potrebné zapojiť dva logické obvody typu NAND za sebou. Výsledok je rovnaký ako pri logickom obvode AND.


Logický obvod OR formou NAND


kliknutím na obrázok spustíte animáciu



Na vytvorenie logického obvodu OR je potrebné zapojiť vedľa seba dva logické obvody typu NAND.


Logický obvod NOR formou NAND





kliknutím na obrázok spustíte animáciu


Na vytvorenie logického obvod NOR je potrebné zapojiť štyri logické obvody typu NAND.

Logické integrované obvody

V číslicovej technike sa využíva obvod, ktorý sa nazýva hradlo. Pomocou hradiel sa dajú vytvoriť rôzne logické funkcie. Hradlo má dva vstupy A a B. Pomocou nich sa ovláda výstup hradla Y. Na realizáciu logickej funkcie využijeme integrovaný obvod typu 7400. V jednom integrovanom obvode 7400 sú štyri hradlá typu NAND.


Integrovaný obvod MH 7400

Rozloženie vývodov v puzdre

Všetky hradlá majú spoločné napájanie +5 V (vývod 14) a zem (vývod 7). Spotreba integrovaného obvodu je nízka a výstupmi hradiel môže prechádzať prúd maximálne 10mA. Žiarovka 3,5 V/0,2 A potrebuje na rozsvietenie prúd 200 mA, preto musíme použiť výkonnejší tranzistorový spínač alebo svetelnú diódu, na činnosť ktorej stačí prúd 10 mA.

Logickej jednotke zodpovedá napätie od 2,85 V do 5,25 V a logickej nule napätie od 0V do 0,4 V.

Logické obvody

Obvody, ktoré realizujú logické funkcie (operácie), sa nazývajú logické obvody. Logické obvody možno realizovať pomocou diskrétnych súčiastok (tlačidiel, diód, tranzistorov) alebo integrovaných obvodov.

Obvod pre funkciu Áno

pre spustenie animácie kliknite na obrázok

Ak stlačíme spínacie tlačidlo A (vstup ÁNO), bude žiarovka svietiť.
Obvod ÁNO sa používa tam, kde pri stračení tlačidla treba zapnúť spotrebiť, napr. osvetlenie.

Obvod pre funkciu NIE


pre spustenie animácie kliknite na obrázok

Ak stlačíme v obvode NIE vypínacie tlačidlo A (vstup ÁNO), potom žiarovka nebude svietiť.

Obvod pre funkciu OR

pre spustenie animácie kliknite na obrázok

Ak stlačíme v obvode OR tlačidlo A, alebo tlačidlo B, alebo obidve tlačidlá naraz, žiarovka bude svietiť. Obvod sa používa všade tam, kde je potrebné ovládať zariadenie z viacerých miest nezávisle od seba.

Obvod pre funkciu NOR

pre spustenie animácie kliknite na obrázok

Ak stlačíme v obvode NOR vypínacie tlačidlo A, alebo vypínacie tlačidlo B, alebo obidve naraz, žiarovka nebude svietiť. Zapojenie sa používa všade tam, kde potrebujeme okamžite z akéhokoľvek miesta vypnúť zariadenie. Total Stop.

Obvod pre funkciu AND

pre spustenie animácie kliknite na obrázok

V tomto obvode bude žiarovka svietiť len vtedy, ak stlačíme tlačidlo A a (súčasne) tlačidlo B. Zapojenie sa používa napr. pri ovládaní lisu, kedy lis sa spustí iba vtedy, ak obidve tlacidlá budú stlačené (ľavou a pravou rukou). Kôli bezpečnosti.

Obvod pre funkciu NAND

pre spustenie animácie kliknite na obrázok

Ak stlačíme v obvode NAND vypínacie tlačidlo A a (súčasne) vypínacie tlačidlo B, žiarovka nebude svietiť.

Základné definície

Vo väčšine elektrických spotrebičoch nastávajú pri ich používaní dva stavy na výstupe, a to:

stav činnosti - ÁNO (1)
stav nečinnosti - NIE (0)

Vstupná veličina je napr (tlačidlo), ktoré vieme ovládať a výstupná veličina je výsledok nášho rozhodnutia. Výstup sa chápe, ako činnosť spotrebiča. Zapne sa, alebo vypne. Vstupné veličiny označíme A, B, C ..., výstupné veličiny označíme Y.

Príklady:


žiarovka
nesvieti – svieti

elektromotor
nepracuje – pracuje

teplomer
nehreje – hreje

zvonček
nezvoní – zvoní

húkačka
húka – nehúka

reproduktor
nehrá - hrá

Na bližšie pochopenie týchto vzťahov, musíme vedieť opísať tieto vzťahy logickou funkciou.

Základné logické funkcie sú:


logický súčet, operácia OR (alebo)
Y = A + B + ... + X

logický súčet, operácia AND (a)
Y = A . B . ... . X

logická negácia, operácia NO (nie)
Y = Ā

Obvody, ktoré realizujú logické funkcie sa nazývajú logické obvody.

Logické obvody možno realizovať pomocou diskrétnych súčiastok (tlačidiel, diód, tranzistorov) alebo integrovaných obvodov.

Logika je náuka o základoch myslenia v procese vytvárania úsudku a dôkazov.

Logický člen je základný logický obvod, ktorý má aspoň jeden vstup a jeden výstup a ktorý transformuje vstupný dvojhodnotový logický signál podľa určitej elementárnej logickej funkcie.

Logická funkcia je funkcia, ktorej hodnotami sú výroky (alebo pravdivostné hodnoty „pravda“ a „nepravda“). Opisuje vzájomné vzťahy medzi rôznymi logickými premennými.

Logická premenná môže nadobúdať iba dva stavy: 0 alebo 1. Logickú premennú označujeme písmenami veľkej abecedy.

Logický výraz je popisom logickej funkcie pomocou logických (Boolovských) premenných vo forme analytického popisu. Jeho vyjadrenie získame zápisom logickej funkcie pre jednotlivé vstupné kombinácie v súčtovej alebo súčinovej forme.

Kombinačné logické obvody sú obvody, ktorých odozva je v určitom časovom okamihu podmienená výhradne hodnotami, ktoré sa nachádzajú na vstupoch tohto systému. Kombinačné obvody môžeme popísať logickými rovnicami.

Sekvenčný logický obvod, sekvencia je chápaná ako časová postupnosť. Výstup sekvenčného obvodu závisí od vstupných kombinácií a od ich predchádzajúceho stavu, prípadne i na vnútornom stave.

Dotazník

Prosím všetkých návštevníkov, aby si našli čas a vyplnili dotazník. Nezaberie to viac ako 5 minút Vášho času. Vyplnením dotazníka mi pomôžete zistiť ako sa využívajú informačné a komunikačné technológie v predmete Technická výchova a aký máte názor na samotný predmet.

Tu je na neho odkaz. Stačí iba kliknúť.

http://spreadsheets.google.com/viewform?formkey=dF95RWtsOVhPSkRULVlJWDYtclVwVVE6MA

Ďakujem Vám.

Základné logické obvody

S polovodičovými prvkami môžeme realizovať ľubovoľne zložité spínacie funkcie vo všetkých zariadeniach na spracovanie informácií, napríklad v číslicových počítačoch, v riadiacich obvodoch automatizovaných priemyslových zariadeniach, v obvodoch automatických telefónnych ústredniach a pod.
Číslicová technika je pomerne mladý odbor, ale netreba zabudnúť, že jej začiatky siahajú o niekoľko desiatok rokov späť. Možnosti k rozvinutiu však poskytla najprv elektronika. Najznámejšie využitie digitálnej alebo číslicovej techniky je v spojení s počítačmi, hoci digitálnych prístrojov je nespočetne viac. V súvislosti s tým si mnohí pod pojmom číslicová technika predstavujú skôr výpočtovú techniku, čo je omyl, rovnako ako zámena číslicovej techniky s programovaním.