基于虚拟仪器平台的虚拟IC功能实现.pdf

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1、奄木探讨·应用技术与研究基于虚拟仪器平台的虚拟IC功能实现黄进文(保山学院工程技术学院，云南保山678000)[摘要]采用虚拟芯片理念，以74153为虚拟芯片设计为实例，讨论了基于LabVIEWi殳计数字虚拟芯片的方法，并总结了虚拟芯片比传统物理Ic更具有开放性、灵活性及更容易与现代通信网络技术相结合的特点。[关键词]虚拟仪器；IC功能；实现中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1008．6609(2016)09．0065—02l引言虚拟仪器LabVIEW具有强大的信号处理功能，是一种图形化的

2、虚拟仪器开发平台，是虚拟仪器系统的核心单元。若构建的虚拟仪器具备某种信号处理功能(通用或专用)，为了能与实际集成电路芯片(IC)相区别，本文称具有IC功能的虚拟仪器为“虚拟芯片”。与传统硬件芯片相比，虚拟芯片具有诸多优势，如节约物质成本、使用灵活性强、易于变换更新、开发周期短、一机多用、便于数据存储和传送等。基于虚拟仪器系统LabVIEW构建的虚拟芯片，其功能不局限于仿真应用，在通过相关DAQ接口并与外部采集系统互联后，即可实现面向任何实际问题的物理应用。本文所讨论的虚拟芯片是具备物理应用功能的，有着实际

3、意义上的应用价值。2虚拟仪器系统LabVIEW简介LabVIEW是美国NI公司开发的虚拟仪器系统，采用图形化编程语言风格的系统平台，是目前使用最广泛的虚拟仪器系统平台，其程序由图标、框图与各类图形对象经连线构成图形化的结构。一个LabVIEW程序就是LabVIEW的一个VI，LabVIEW系统提供了功能非常丰富的VI供用户直接调用(其中也包含了进行数字逻辑运算的VI)，用户也可以根据实际需要构建各种功能的vI。本文要讨论的“虚拟芯片”实质上就是一个具备相应逻辑芯片功能的LabVIEW程序。3数字虚拟芯片7

4、4153设计实例现以逻辑功能较为简洁的四选一数据选择器74153为例，说明基于LabvIEw的虚拟芯片构建方法。3．174153逻辑功能74153集成了双四选一数据选择器，其逻辑功能完全相同，其中任意一个选择器的逻辑图如图l所示。●V6D。6r)】6D，图l4选l数据选择器逻辑图图中D旷D3为4路数据输入，输出Y是由输入二进制地址码A；凡指定的4路数据输入中的某一路D．。74153的实际端子及逻辑关系上增加了一个低电平有效的选片控制端子ST，其逻辑真值表及逻辑式如表l、式(1)所示。表174153逻辑真值

5、表输入输出D，A，A。STYl0Do0DoD。010D，D2l0OD2D，l0D3作者简介：黄进文，男，云南腾冲人，硕士，教授，研究方向：电子信息科学方向教学及研究。．65．穗木棣讨·应用技术与研究相应的逻辑表达式为：y=DoAlAo"ST+D，AlAo'ST+D2A．Ao"ST+D3AlAo"ST(1)3．2虚拟芯片74153构建(1)相关vI及控件设计过程要用到的部份LabVIEWVI图标如图2所示，主要是布尔运算及相关的输入输出控件。DD渺啦D渺渺巨田国图：设计用到的布尔运算＼1图(2)程序后面板设

6、计在系统中找到并拖拽相关图标及控件经连线构建的LabVIEW后面板如图3所示blI崮。p2l崮D3l崮。国·侈匡hilIAOl标加囊与’，或异或排列，按图1原理O图3实现74153逻辑运算的VI后面板田笪说明：为保证子VI程序在调用过程中的使用灵活性，图3中并不加入各种过程控制框(如WHILE循环等)，而应当在具体调用程序中在根据需要加入适当控制环节，即子v1只含逻辑运算结构环节及相关输入输出控件即可。编辑完成，保存文件名即为调用子VI的调用文件名(插入用户VI)。从后面板中调入己编辑好的虚拟芯片Ⅵ图标如

7、图4所示，图中给出了LabVIEW图标的两种显示方式。虚拟的74153与实际的集成IC74153逻辑功能完全相同，但虚拟的74153具备虚拟仪器的特征，而且任意一个虚拟芯片，均可像实际芯片一样应用于实际场合(连接采集接口)，也同样可级联拓展运用。一66．STD0DID2D3^l^0圈络黜加^l加D1D2D3sT园’^0’A1’D0’Dl’D2’D3’ST结果Y’图4编辑好的74153虚拟芯片子VI图标及连线端子3．3实验现构建一个程序(即LabVIEW后面板)，进行实验检验。为使实验可连续进行，将虚拟74

8、153置于一个WHILE循环，并加上结束实验控制控件。构建的后面板如图5所示，操作前面板如图6fi)i示。Ⅱ图固园圜圈目圄豳囡图574153实验后面板，l

9、■_-}I■■——一舶0j√◆＆!囡C萤!幽-_■■■■_■●■--■■●■■_‘‘‘oooo’o’o’’一74153实验前面板实验过程表明，虚拟74153的逻辑功能与其逻辑真值表1功能完全一致，虚拟芯片在逻辑运算上完全可以取代实际Ic，只要配合合适的采集接口即可实现实际运