哈工大數(shù)字邏輯電路與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、Harbin Institute of Technology數(shù)字邏輯電路與系統(tǒng)課程名稱： 數(shù)字邏輯電路與系統(tǒng) 院 系： 電子與信息工程學(xué)院 班 級(jí)： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)2014年11月實(shí)驗(yàn)一組合邏輯電路的設(shè)計(jì)與仿真2.1 實(shí)驗(yàn)要求 本實(shí)驗(yàn)練習(xí)在 Maxplus II 環(huán)境下組合邏輯電路的設(shè)計(jì)與仿真，共包括5 個(gè)子實(shí)驗(yàn)，要求如下： 節(jié)序?qū)嶒?yàn)內(nèi)容要求2.2三人表決電路實(shí)驗(yàn)必做2.3譯碼器實(shí)驗(yàn)必做2.4數(shù)據(jù)選擇器實(shí)驗(yàn)必做2.5101序列檢測(cè)電路實(shí)驗(yàn)必做2.61的個(gè)數(shù)計(jì)算電路實(shí)驗(yàn)選做2.2 三人表決電路實(shí)驗(yàn)2.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉MAXPLUS II 原理圖設(shè)計(jì)、波形仿真流程2. 練習(xí)用門電路實(shí)現(xiàn)給

2、定的組合邏輯函數(shù)2.2.2 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求1. 預(yù)習(xí)教材第四章 組合邏輯電路2. 了解本次實(shí)驗(yàn)的目的、電路設(shè)計(jì)要求2.2.3 實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)三人表決電路，其原理為：三個(gè)人對(duì)某個(gè)提案進(jìn)行表決，當(dāng)多數(shù)人同意時(shí)，則提案通過(guò)，否則提案不通過(guò)。輸入：A、B、C，為1時(shí)表示同意，為0時(shí)表示不同意；輸出：F，為0時(shí)表示提案通過(guò)，為1時(shí)表示提案不通過(guò)；電路的真值表如下： 要求使用基本的與門、或門、非門在MAXPLUS II 環(huán)境下完成電路的設(shè)計(jì)與波形仿真。2.2.4 實(shí)驗(yàn)步驟1. 打開MAXPLUS II, 新建一個(gè)原理圖文件，命名為EXP2_2.gdf。2. 按照實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)電路，將電路原理圖填入下表。三人表決

3、電路原理圖3. 新建一個(gè)波形仿真文件，命名為EXP2_2.scf，加入所有輸入輸出信號(hào)，并繪制輸入信號(hào)A、B、C 的波形（真值表中的每種輸入情況均需出現(xiàn)）。4. 運(yùn)行仿真器得到輸出信號(hào)F 的波形，將完整的仿真波形圖（包括全部輸入輸出信號(hào)）附于下表。 三人表決電路仿真波形圖2.3 譯碼器實(shí)驗(yàn)2.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜び米g碼器設(shè)計(jì)組合邏輯電路，并練習(xí)將多個(gè)低位數(shù)譯碼器擴(kuò)展為一個(gè)高位數(shù)譯碼器。2.3.2 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求1. 預(yù)習(xí)教材4-2-2 譯碼器一節(jié)2. 了解本次實(shí)驗(yàn)的目的、電路設(shè)計(jì)要求2.3.3 實(shí)驗(yàn)原理譯碼器是數(shù)字電路中的一種多輸入多輸出的組合邏輯電路，負(fù)責(zé)將二進(jìn)制碼或BCD 碼變換成按十進(jìn)制數(shù)

4、排序的輸出信息，以驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)裝置產(chǎn)生合理的邏輯動(dòng)作。商品的譯碼器品種較多，有2-4 線、3-8 線、4-10 線及4-16 線等。本實(shí)驗(yàn)練習(xí)對(duì)雙2-4 線譯碼器74LS139 的擴(kuò)展，并用其實(shí)現(xiàn)特定的組合邏輯。74LS139包含兩個(gè)2-4 線譯碼器，其輸入輸出如下： 要求使用兩片74LS139 實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)F(A, B,C,D) =m(2,7,13,15)，在MAXPLUS II 環(huán)境下完成電路的設(shè)計(jì)與波形仿真。2.3.4 實(shí)驗(yàn)步驟1. 打開MAXPLUS II, 新建一個(gè)原理圖文件，命名為EXP2_3.gdf。2. 按照實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)電路，將電路原理圖填入下表。 譯碼器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)原理圖 3.

5、新建一個(gè)波形仿真文件，命名為EXP2_3.scf，加入所有輸入輸出信號(hào)，并繪制輸入信號(hào)A、B、C、D 的波形（每種輸入情況均需出現(xiàn)）。4. 運(yùn)行仿真器得到輸出信號(hào)F 的波形，將完整的仿真波形圖（包括全部輸入輸出信號(hào)）附于下表。 譯碼器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)仿真波形圖2.4 數(shù)據(jù)選擇器實(shí)驗(yàn)2.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜び脭?shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)組合邏輯電路，并練習(xí)將多個(gè)低位數(shù)數(shù)據(jù)選擇器擴(kuò)展為一個(gè)高位數(shù)數(shù)據(jù)選擇器。2.4.2 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求1. 預(yù)習(xí)教材4-3-1 數(shù)據(jù)選擇器一節(jié)2. 了解本次實(shí)驗(yàn)的目的、電路設(shè)計(jì)要求2.4.3 實(shí)驗(yàn)原理數(shù)據(jù)選擇器是一種能從多路平行輸入數(shù)據(jù)中，選擇1 路作為輸出信號(hào)的電路，是又一類重要的組合功

6、能電路。本實(shí)驗(yàn)練習(xí)對(duì)雙2-4 線譯碼器74LS153 的擴(kuò)展，并用其實(shí)現(xiàn)特定的組合邏輯。74LS153 包含兩個(gè)2-4 線譯碼器，其輸入輸出如下： 要求使用兩片74LS153 實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)F(A, B,C,D) =m(2,7,13,15)，在MAXPLUS II 環(huán)境下完成電路的設(shè)計(jì)與波形仿真。2.4.4 實(shí)驗(yàn)步驟1. 打開MAXPLUS II, 新建一個(gè)原理圖文件，命名為EXP2_4.gdf。2. 按照實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)電路，將電路原理圖填入下表。 數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)原理圖 3. 新建一個(gè)波形仿真文件，命名為EXP2_4.scf，加入所有輸入輸出信號(hào)，并繪制輸入信號(hào)A、B、C、D 的波形（每種

7、輸入情況均需出現(xiàn)）。4. 運(yùn)行仿真器得到輸出信號(hào)F 的波形，將完整的仿真波形圖（包括全部輸入輸出信號(hào)）附于下表。 數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)仿真波形圖2.5 101序列檢測(cè)電路實(shí)驗(yàn)2.5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康木毩?xí)靈活運(yùn)用中規(guī)模集成功能組件及基本邏輯門實(shí)現(xiàn)功能較復(fù)雜的組合邏輯電路。2.5.2 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求1. 預(yù)習(xí)教材4-6 組合電路的設(shè)計(jì)一節(jié)2. 了解本次實(shí)驗(yàn)的目的、電路設(shè)計(jì)要求2.5.3 實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，其輸入為六位二進(jìn)制數(shù)X5, X4, X3, X2, X1, X0，輸出為三位二進(jìn)制數(shù)Y2, Y1, Y0. 電路的功能為：在六位輸入數(shù)據(jù)中尋找連續(xù)三個(gè)比特為101的串，輸出首個(gè)101出現(xiàn)的

8、位置(最低位1所在的序號(hào))；若輸入序列中不包含101，則輸出端全部置1。例如：輸入為001010 時(shí)，101出現(xiàn)在X3,X2,X1 的位置，故輸出為001 (X1的序號(hào))；輸入為101010 時(shí)，首個(gè)101出現(xiàn)在X5,X4,X3 的位置，故輸出為011 (X3的序號(hào))；輸入為100110 時(shí)，不包含101，此時(shí)輸出111?？蛇x用編碼器(74LS148)、譯碼器(74LS139)、數(shù)據(jù)選擇器(74LS153)配合適當(dāng)?shù)拈T電路完成設(shè)計(jì)。2.5.4 實(shí)驗(yàn)步驟1. 打開MAXPLUS II, 新建一個(gè)原理圖文件，命名為EXP2_5.gdf。2. 按照實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)電路，將電路原理圖填入下表。 101序列

9、檢測(cè)電路原理圖3. 新建一個(gè)波形仿真文件，命名為EXP2_5.scf，加入所有輸入輸出信號(hào)，并繪制輸入信號(hào)X0-X5 的波形（至少包含001010, 101010, 100110 三種情況）。4. 運(yùn)行仿真器得到輸出信號(hào)Y2, Y1, Y0 的波形，將完整的仿真波形圖（包括全部輸入輸出信號(hào)）附于下表。 101序列檢測(cè)電路仿真波形圖總結(jié)與體會(huì)在實(shí)驗(yàn)具體操作的過(guò)程中，對(duì)理論知識(shí)也有了更近一步的理解，真正達(dá)到了理論指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐檢驗(yàn)理論的目的。 實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)特別注意的幾點(diǎn)： （1） 剛開始創(chuàng)建工程時(shí)選擇的目標(biāo)芯片一定要與實(shí)驗(yàn)板上的芯片相對(duì)應(yīng)。 （2） 連接電路時(shí)要注意保證線與端口連接好，并且注意不要畫到器件圖形符號(hào)的虛線框里面。 （3）一些具體的原件可以在軟件中直接輸入得到，如74139等。 （4）仿真時(shí)，注意F為o