ELECTRONICS WORKBENCH

Transkript

1 ELECTRONICS WORKBENCH PRATİK KULLANIM KILAVUZU-1 Sayısal Mantık Tasarımı Arş. Gör. Ali PELGUR 2005

2 Internetten indirilecek sıkıştırılmış ewb.zip dosyasını uygun açma yöntemleri (winzip, winrar, arj, vs.) ile açtıktan sonra ortaya çıkan klasördeki ikonuna çift tıklanıp program açılır ve Şekil 1 deki ilk açılış penceresi bench görünür. Workbench İngilizce de çalışma tezgahı demektir. Programımız da Elektronik Çalışma Tezgahı anlamına gelir. Şekil 1 Bu program ile hemen her türlü tasarım yapılabilmekte ancak simülasyon açısından daha güncel programlara göre daha zayıf kalınmaktadır. Hemen her tür Windows uyumlu programda olduğu gibi bu program da pencerelerde çalışmakta ve temel menü karakterine sahip. Şekil 2 deki işaretli ilk menü parçası tüm windows menülerinden alışık olunan özelliklere sahiptir. File menüsü: Şekil 2 File yazılı bölgenin üzerine gelip tek tıklandığında menü Şekil 3 deki gibi açılacaktır. Burada en temel programlardaki, New : yeni dosya tasarım- açma seçeneği Open : daha önce kaydedilmiş varolan dosyayı açma seçeneği Save : açık olan dosyayı aynı adla kaydetme seçeneği Save As : açık olan dosyayı farklı adla kaydetme seçeneği Print : penceredeki görünenleri yazıcıya aktarıp basılı hale getirme seçeneği 2

3 Şekil 3 gibi seçenekler ve daha özel olan, Import : PSpice gibi başka elektronik tasarım ve simülasyon programlarında daha önce hazırlanmış devre dosyalarının açılıp işlenmesini sağlar. Export : PSpice gibi başka elektronik tasarım ve simülasyon programlarına Electronics Workbench de hazırlanmış devre dosyalarının aktarılıp işlenmesini sağlar. Install : Güncelleme yapmak için kullanılır. Edit menüsü: Şekil 4 Yine diğer windows programlarındaki gibi edit düzenleme- yapmak için kullanılır. Cut : Daha sonra anlatılacak devre yapımındaki ilgili bir seçilen alanı silmek için ya da kopyalamak için kesilmesinde kullanılır. Copy : Seçilen alanın kopyalanması için kullanılır. Paste : Kopyalanmış seçili alanın yapıştırılmasında kullanılır. Delete : Seçilen alanı geri dönülmemek üzere siler. Select All : Bench üzerinde görünen her şeyi seçer. Bu programla diğer programlar arasında resim transferi copy-paste işlemi ile yapılmaktadır. Mesela çizdiğiniz devreyi MSWord ya da MSPaint programlarına taşıyacaksanız, taşınacak devre kısmını farenizin sol tuşuna basılıp tutarak seçecek ve Copy deyip clipboard a aktaracaksınız (bu windows ta arkada çalışıp görünmeyen bir aktarma arayüzü olmakta) ve ilk Paste işleminde kopyaladığınız bu resim bitmap (*.bmp) formatında istediğiniz programa kopyalanacaktır. Circuit Analysis menüleri devre çizimiyle beraber anlatılacaktır. Window menüsü: Ekrandaki pencerelerin düzeni üzerinde değişiklik ya da yeni düzenleme yapmaya yarar. Help menüsü: Programa ait Yardım kılavuzu açar. EWB kullanımı buradan çok kolay öğrenilebilir. 3

4 Şekil 5 Şekil 5 teki işaretlenen bölge bench ekranımız üzerinde yakınlaşıp uzaklaşmaya yarayan Zoom In Zoom Out butonları ve yakınlaşma ölçeği görünmektedir (resimde görünen 80% e göre şu anda olağandan daha uzakta bulunmaktayız Zoom In yaparak resmi normal seviyesine veya daha büyük görünür hale getirebiliriz. 100%, 140% gibi..) Şekil 6 Şekil 6 da işaretli bölgedeki butonlardan I-O butonu devremizi kurduktan sonra simülasyonu çalıştırmaya (I ya basılınca) ve çalışırken kapatmaya (O ya basılınca) yaramakta; Pause butonu geçici olarak simülasyonu durdurmaya (tekrar basılırsa simülasyon kaldığı yerden çalışacaktır) yaramaktadır. Tüm simülasyon programlarında üzerinde önemle durulması gereken mesele simülasyonun sistem belleğini dolduran bir işlem olduğudur, o yüzden, bu tür programlar sistem kilitlenmesine karşı yüksek bellekli sistemlerde çalıştırılmalı ya da simülasyon süreci kısa tutulmalıdır! Bu aşamadan sonra elektronik devre elemanlarının kullanımına ve devre tasarımına geçilebilir. Sayısal Mantık Tasarımı dersi konusu içinde kullanılabilir olan devre elemanlarına, belirteçlere, ve kaynaklara Şekil 7 deki işaretli ikonlardan ulaşılabilir. 4

5 Şekil 7 Şimdi bu ikonlardan açılan elemanlara bakalım: Şekil 8 Şekil 8 de bu ders için ihtiyaç duyulacak kaynaklar görülmektedir.kaynaklar ikonuna bir kere tıklandığında açılan Sources penceresinden ihtiyacımız olan kaynak ikonuna sol tuşla tıklayıp sol tuş basılı olduğu halde çalışma ekranına sürüklemeliyiz. Pil gösterimindeki ikon ve toprak gösterimindeki ikon bu ders için kullanacağımız yegane ikonlar olmakta. Pil gösterimindeki ikonla uçlarını topraklayarak kaynak yaratabiliriz (+5 volt, +12 volt gibi.) ayrıca logic 1 (+5 volt) oluşturabiliriz.(voltaj değerini değiştirmek için pil ikonuna iki kere tıklanmalıdır ve gerekli değişiklik yapılmalıdır.) Toprak gösterimindeki ikon ile devrelerimizdeki Ground ları oluşturabilir ve ayrıca logic 0 oluşturabiliriz. Şekil 9 Şekil 9 da bu ders için ihtiyaç duyulacak devre elemanları yani entegre devreler görülmektedir. DIGITal entegreler ikonuna bir kere tıklandığında açılan Digital ICs penceresinden ihtiyacımız olan entegre devre sınıfının ikonuna sol tuşla tıklayıp sol tuş basılı olduğu halde çalışma ekranına sürüklemeliyiz. Buradaki entegreler serisi olup ihtiyacımız olan tüm entegre devreler bulunmaktadır. Dikkat edilecek husus ise 741xx, 742xx 5

6 gibi çeşitlere ayrılmış olmasıdır. Mesela 7400 entegresi 74xx sınıfındandır ise 741xx sınıfından.her entegre devre için datasheet ler (bacak bağlantıları çalışma voltajı vs.) internet ortamından edinilebilir. Kullanımı: Yukarıda anlatıldığı gibi entegre sınıfının çalışma ekranına sürüklenmesi ile açılan pencerelerinden istenilen entegrenin seçiminin yapılması ile gerçekleştirilir. Şekil 10 da 7400 için örneklenmiştir: Şekil 10 DIGITal entegreler ikonundan açılan 74xx entegre ikonu sol tuşa basılı tutularak ekrana sürüklenmiş ve hemen akabinde ekranda açılan 74xx Series penceresinden 7400(4 2-In NAND) seçilmiş Accept butonuna basılarak Şekil 11 deki hale gelmiştir. Şekil 11 Şekilde de görüleceği üzere entegre devrenin VCC, GND, her bir NAND kapısı için giriş çıkış bağlantıları belirtilmiş durumdadır. Diğer bir ikon grubumuz da belirteçler olmaktadır: Şekil 12 de işaretli ikon grubundan LEDler, lambalar, 7-segment display ler gibi gösterici belirtici elemanlara ulaşılmaktadır. 6

7 Şekil 12 Şekil 12 de bu ders için ihtiyaç duyulacak göstericiler yani LED ler vs. görülmektedir. Göstericiler ikonuna bir kere tıklandığında açılan Indicators penceresinden ihtiyacımız olan gösterici ikonuna sol tuşla tıklayıp sol tuş basılı olduğu halde çalışma ekranına sürüklemeliyiz. En çok kullandığımız LED ler kırmızı yuvarlak şeklinde temsil edilmiştir. Normalde yani logic 0 durumunda ya da 0 volt da içi boş yuvarlak şeklinde logic 1 ya da + volt da içi kırmızı yuvarlak şeklinde simgelenir. Şekil 13 Bir diğer önemli eleman da doğrudan sayısal mantık tasarımı ile ilgili olmasa da yaptığımız devrenin sonuçlarını incelemeyi ve truth table dan kontrolü kolaylaştıran word generator dır. Logic 1 ve Logic 0 lardan oluşan word leri arka arkaya üreten bu eleman pratik kullanımı ile oldukça kullanışlıdır. Uygulama örneğinde görüleceği üzere, Şekil 14 de kullanım şekli gösterilmiştir. Frekansı genelde 1 Hz seçmek değişimlerin izlenebilir olmasını sağlar.mesela truth table iki (n) girişlilere göre test edilecekse; bu durumda 2 2 (2 n ) duruma bakılır, yani 00,01,10,11 şeklinde... Eğer biz bunu word generator ile hazırlayacaksak ilk (initial) değer olarak 0000=0.durum(00), son (final) değer olarak 0003=3. durum(11) seçilir ve sol taraftaki kolon içindeki word ler yerleştirilir. 00 için 0000, 01 için 0001, 10 için 0002, 11 için 0003 şeklinde (binary değerlerin hexadecimal değerlere çevrilmiş hali) ve word generator simgesinin altındaki 16 delikten son ikisi (çünkü iki girişimiz var) kullanarak veri girişi sağlanır. Devre elemanları arasındaki çizgisel bağlantılar da uç noktalarının üzerine fare ile gelince ortaya çıkan noktalardan, sol tuşa basılı tutarak bağlantı kurulacak noktaya (diğer elemanın ucu yada çizgisel bağlantının bir noktası gibi) çekilerek yapılır. Şekil 14 de uygulama örneği için hazırlanmış devrede gösterilmiştir. 7

8 Pratik kullanım ve başlangıç için bu kadar bilgi yeterlidir. Kullanıcı oldukça kolay bir şekilde diğer devre elemanları hakkında da bilgi sahibi olabilir ve kullandıkça daha kolay ve hızlı tasarım yapabilir. Bu tür simülasyon programları risksiz güvenilir çabuk tasarımlar yapmak ve teorik olarak gerçekleştirilen çalışmaları test etmek üzere kullanılabilir. Ayrıca devre teorisi, elektronik, elektrik, sistemlerini simüle ederken de kullanılabilir. İleri bilgiler derste verilecektir. Uygulama örneği: 2 girişli NAND (VE değil) kapısı için hazırlanan doğruluk tablosunu gerçekleştiriniz. A B Y Şekil 14 Dikkat edileceklerden ilki pil kaynağı bağlanınca ucunun topraklanmasıdır. Word generator a herhangi bir kaynak bağlanmamaktadır. Ayrıca indicator LED imizin tek ucu doğrudan çıkışa bağlanmaktadır. 8

9 BME 231 DIGITAL LOGIC DESIGN EXPERIMENT 5 Purpose: To learn the circuit design in EWB and BCD-Gray-binary conversions Preliminary Work: Read the electronic workbench manual above and related chapters in your book about code conversion BCD-Gray. What is Gray code? How can you convert BCD to Gray code? There is not need to prepare written expressions or works. Please study at home and be ready to design. Experimental Work: 1. Prepare a design in Electronics Workbench for BCD to Gray conversion.(design must be for 4-bit). Do not use special BCD-Gray ICs for this design! And use word generator to test the truth table for this work to 1001 (4-bit) binaries must be ready and 4 indicator leds must be ready for this work. 2. Prepare a design to show Gray Code binary conversion. 9