Digital Works 2.0 - 3 -
Program Digital Works 2.0.
Program „Digital Works” w wersji 2.0 jest darmową aplikacją pobraną z: http://www.spsu.edu/cs/faculty/bbrown/circuits/howto.html, pozwalającą na symulację procesów jakie mogą zachodzić w układach cyfrowych. Pozwala on na intuicyjne posługiwanie się programem nawet dla osób, które nie miały styczności z symulatorami elektronicznymi. Główną zaletą aplikacji jest możliwość tworzenia własnych struktur logicznych, zapisywania ich w postaci makr i przypisywania im własnych, graficznych odpowiedników. W ten sposób możliwe jest wykonanie własnych bibliotek komponentów jak i struktur logicznych.
1. Budowa programu.
Po uruchomieniu programu na ekranie monitora komputera ukazuje się okno:
v
Główne okno programu Digital Works.
Zgodnie ze standardem składa się ono z: paska tytułowego, paska menu, ikon pomocniczych, obszaru roboczego, paska przewijania, paska stanu.
Pasek menu zawiera następujące opcje:
· File – tworzenie makra, otwieranie, zamykanie, zapisywanie i drukowanie dokumentów tworzonych w programie Digital Woks.
· Edit – kopiowanie, wklejanie, wycinanie, eksportowanie do schowka systemowego widocznego układu
· Circuit – włączenie, zatrzymanie, zakończenie symulacji, symulacja krokowa, nastawy prędkości zegara taktującego sygnał
· View – włączenie, wyłączenie: widoku siatki, przyciągania do siatki obiektów, ustawienia siatki
· Tools – dodatkowe funkcje programu takie jak: widok rejestratora stanów logicznych wybranych sygnałów, otwarcie edytora graficznego, w którym edytuje się, bądź tworzy graficzny wygląd własnego elementu w postaci makra.
Opis funkcji poszczególnych ikon w programie:
Pasek ikon pomocniczych.
Ikony w rzędzie pierwszym, od lewej strony:
– utwórz nowy dokument lub makro,
– otwórz istniejący dokument lub makro,
– zapisz aktualny dokument lub makro,
– wytnij, – kopiuj, – wklej,
– drukuj.
Ikony w drugim rzędzie, od lewej strony:
– bramka OR, – bramka NOR, – bramka EXOR,
– bramka EXNOR, – bramka NOT, – bramka AND,
– bramka NAND, – bramka TRÓJSTANOWA NOT,
– przerzutnik RS, przerzutnik JK, – przerzutnik typu D,
– pamięć typu ROM, – swith, – ikona służąca do implementacji makra zdefiniowanego i zapisanego wcześniej, – interaktywny pin,
– generator sekwencji impulsów, – zegar,
– punkt o wysokim bądź niskim potencjale logicznym (interaktywny),
– masa (niski potencjał logiczny), – Vcc (wysoki potencjał logiczny),
– element wyjściowy – dioda,
– wyświetlacz siedmiosegmentowy (bez dekodera),
– edytor pozwalający na dopisanie do schematu własnego tekstu,
– narzędzie do rysowania połączeń między poszczególnymi elementami struktur logicznych.
Ikony w trzecim rzędzie opisane począwszy od lewej strony:
– włączenie symulacji, – zatrzymanie symulatora,
– pauza aktualnie symulowanej struktury logicznej,
– podanie kolejnego kroku (kolejny okres z generatora impulsu, kolejny stan),
– strzałka – umożliwia zaznaczenie (wybranie), obracanie, przemieszczanie interesującego nas elementu logicznego, linii, komponentu,
– łapka; pozwala na modyfikację stanów logicznych w punktach interaktywnych.
1. Obsługa symulatora Digital Works.
Po uruchomieniu programu napotykamy na okno:
Główne ikony na które należy zwrócić baczną uwagę są umieszczone w trzecim rzędzie najbliżej obszaru roboczego (pole kropkowane).
· Wybór elementów.
W celu implementowania jakiegokolwiek elementu logicznego widniejącego w drugim rzędzie ikon, należy upewnić się że w trzecim rzędzie ikon zaznaczony jest znaczek strzałki. Następnie klikamy na żądany przez nas element, poczym wstawiamy go poprzez kliknięcie na obszarze roboczym w miejsce w którym chcemy go postawić.
Uwaga: Jeżeli chcemy postawić więcej elementów tego samego typu należy każdorazowo wybrać go z paska menu.
· Łączenie elementów, tworzenie schematu.
Aby połączyć ze sobą elementy używamy ikony ołówka (ostatnia ikona w drugim rzędzie). Zbliżając ją do końcówki elementu pojawi się dymek z napisem „wire” wówczas po kliknięciu zostanie zaczepiona jedna z końcówek „przewodu”.
Uwaga: narzędzie to jest prostolinijne tzn. łączy dwa elementy najkrótszą drogą. Aby mieć połączenia w formie ugięć pod kontem 90O należy podczas ciągnięcia linii klikać lewym klawiszem myszy w miejscach w których chcemy dokonać zgięcia. Narzędzie to jest narzędziem powtarzalnym i zaznaczając go raz możemy poprowadzić kilkanaście połączeń pomiędzy elementami bez konieczności zaznaczania go ponownie. Jeśli poprowadzona linia ma być zakończona w miejscu w którym nie ma żadnej końcówki – wisząca linia klikamy wówczas prawym przyciskiem myszy. Program postawi nam na końcu linii znacznik w postaci kwadratowego pola.
Charakterystyczną cechą programu jest wbudowane ograniczenie łączeniowe polega ono na tym, że niemożliwe jest połączenie ze sobą dwóch wyjść. Podczas próby wykonania tego manewru pojawia się dymek pokazany na poniższym rysunku z napisem informującym o tym fakcie.
Komunikat o błędnym łączeniu wyjść.
Wyjątek stanowi łączenie elementów OC i jest ono możliwe.
· Symulacja.
Rozpoczęcie symulacji odbywa się poprzez naciśniecie ikony w kształcie „play” zatrzymanie i symulowanie krokowe odbywa się za pomocą ikon opisanych na początku dokumentu. Zaletą programu jest możliwość zmian symulowanych obiektów podczas symulacji a także rejestracji zmiany stanów.
W celu zmniejszenia prędkości taktowania „clock” w programie wybieramy menu „Circuit”à „CLOCK SPEED”.
Aby zarejestrować stany jednego z wyprowadzeń należy:
1. Wybrać jeden z następujących elementów: , , , ,
2. Z menu kontekstowego (prawe kliknięcie myszy na wybrany element) wybrać element TEXT i przypisać jeśli to możliwe jakąś nazwę
3. Z menu kontekstowego (prawe kliknięcie myszy na wybrany element) wybrać polecenie „ADD TO LOGIC HISTORY”
4. Z menu programu wybieramy „TOOLS” à „LOGIC HISTORY WINDOW”
5. W ukazanym oknie pojawi się elemet który wcześniej określiliśmy:
Okno „LOGIC HISTORY WINDOW” z pokazanym przebiegiem elementu „clock”.
UWAGA. W niniejszym oknie możliwe jest sterowanie programem tzn. włączeniem, wyłączeniem jak i krokowym sprawdzaniem symulacji. Aby obserwować dłuższe przebiegi należy zwiększyć ilość pokazywanych okresów w oknie „LOGIC HISTORY WINDOW”
· Błąd programu.
Podczas korzystania z okna „LOGIC HISTORY WINDOW” istnieje możliwość pojawienia się błędnego przedstawiania rejestrowanych przebiegów. Wynika to z daktu iż owy program został wykonany dla systemów operacyjnych typu WINDOWS 9.X. Niniejszy błąd ujawnia się w postaci rysowania przebiegów o podwójnym czasie trwania ich jednego oresu. Zazwyczaj pojawia się on w wyniku rozpoczęcia symulacj na przebiegu, który wykorzystuje element – punkt o wysokim bądź niskim potencjale logicznym (interaktywny ), przypadek ten został przedstawiony poniżej:
Zauważyć należy iż błąd ten powstaje wówczas, gdy punkt o programowalnym potencjale znajduje się w stanie wysokim i trwa tak długo zanim nie osiągnie on stanu niskiego. Wówczas całość symulacji zaczyna działać synchronicznie. Aby zapobiec występowaniu takiego błędu należy każdą symulację zaczynać od wyzerowanych wszystkich programowalnych punktów. Efekt takiego zabiegu pokazuje rysunek 7.6. Podczas pierwszego taktu wszystkie wejściowe stany są na niskim potencjale, dopiero w kolejnych okresach sygnału taktującego dokonywane są zmiany, które już nie wpływają na zachowanie się poprawności wyświetlania przebiegów programu.
Nasuwa się jednak pytanie jak uzyskać stan wysoki od początku symulacji.
Należy:
1. narysować układ, zaimportować wszystkie sygnały do okna .
2. wszelkie elementy: - interaktywne punkty ustawić w stan „0”
3. zmienić prędkość taktowania symulacji na 1 Hz
4. uruchomić okno „LOGIC HISTORY WINDOW”
5. w czasie krótszym niż sekunda należy włączyć i wyłączyć symulację
6. ustawić za pomocą „Łapki” () żądane stany i kontynuujemy symulację
· Tworzenie własnego komponentu.
Tworzenie własnego elementu w programie Digital Works odbywa się na podstawie połączenia struktury logicznej zbudowanej w polu pracy (pole kropkowane programu) z graf...
Chomik__Robert