基于LabVIEW的數(shù)字虛擬芯片構(gòu)建方法及應(yīng)用

下面討論虛擬芯片74161設(shè)計(jì)及應(yīng)用。
運(yùn)用1片74161及LabVIEW系統(tǒng)中的邏輯運(yùn)算VI(相當(dāng)于虛擬門)圖標(biāo)直接連接，構(gòu)建一個14進(jìn)制計(jì)數(shù)器，實(shí)驗(yàn)后面板(虛擬邏輯圖)如圖7所示。

圖7所示后面板中用一片74161虛擬芯片，基于74161置數(shù)歸零法來實(shí)現(xiàn)14進(jìn)制計(jì)數(shù)功能(帶進(jìn)位輸出)。計(jì)數(shù)容量為0000～1101，置數(shù)控制端輸入取。
相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)前面板如圖8所示。計(jì)數(shù)狀態(tài)設(shè)置為RD=EP=ET=“True”，相當(dāng)于邏輯1，可從CP控件手動輸入計(jì)數(shù)脈沖實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)并實(shí)驗(yàn)。圖中顯示為計(jì)數(shù)至1101時，進(jìn)位輸出為1的狀態(tài)。當(dāng)下一個CP到來時，則全部清零重新計(jì)數(shù)。

仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，虛擬74161具有實(shí)際電路芯片相同的邏輯功能。

3 時序虛擬芯片設(shè)計(jì)應(yīng)注意的關(guān)鍵問題
對于組合邏輯，只須按邏輯圖直接進(jìn)行連線即可，但對于時序邏輯，應(yīng)當(dāng)注意下述問題：
(1)需要將狀態(tài)數(shù)據(jù)緩存時，應(yīng)當(dāng)在數(shù)據(jù)傳遞過程中使用反饋節(jié)點(diǎn)或移位寄存器。
(2)任一觸發(fā)器或時序芯片單元，在同一虛擬電路中不能重復(fù)使用(調(diào)用)文件名相同的同一子VI程序。
原因是當(dāng)調(diào)用某時序子VI時，其保存的狀態(tài)數(shù)據(jù)將發(fā)生變化，從而導(dǎo)致用到同一VI的其他經(jīng)程序單元狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)生不可預(yù)知的錯誤。即虛擬電路中使用的任一時序單元對應(yīng)的子Vl都應(yīng)當(dāng)保證是惟一的獨(dú)立(子)程序，要多次使用就必須分別以不同文件名保存后再分別調(diào)用。

4 結(jié)語
將虛擬儀器的強(qiáng)大功能應(yīng)用于數(shù)字邏輯電路的仿真，在虛擬儀器系統(tǒng)中構(gòu)建各種虛擬“芯片”，并以此作為虛擬“元件”，可進(jìn)一步“搭建”各種虛擬“數(shù)字電路”。虛擬儀器應(yīng)用于數(shù)字電路的仿真技術(shù)，可以高效快捷地設(shè)計(jì)數(shù)字電路的原理圖、分析數(shù)字電路的邏輯功能及開展基于虛擬儀器的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)、教學(xué)，同時還能拓展虛擬儀器新的應(yīng)用領(lǐng)域。