數(shù)電實驗一最終

數(shù)字電路與邏輯設(shè)計

課程實驗22023/7/1

目的：使學(xué)生更好地鞏固和加深對理論知識的理解，增強學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，提高學(xué)生的工程素質(zhì)，通過實踐教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生在理論指導(dǎo)下有所創(chuàng)新，為專業(yè)課的學(xué)習(xí)和今后工作打下良好的基礎(chǔ)。

本實驗課是《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》專業(yè)基礎(chǔ)課程的課內(nèi)實踐教學(xué)課，重在培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字電路的實踐技能。要求學(xué)生在教師指導(dǎo)下完成基本實驗、綜合實驗，學(xué)會中小型數(shù)字系統(tǒng)的工程設(shè)計方法，一人一組獨立完成實驗項目。一、實驗教學(xué)目的32023/7/1

（1）掌握數(shù)字邏輯實驗板等常用儀器的基本原理、功能及其使用方法。

（2）了解常用數(shù)字集成電路的主要參數(shù)及邏輯功能。

（3）具有使用儀器查找和排除電路故障的能力。

（4）通過實驗，進一步掌握數(shù)字電路的綜合分析與設(shè)計方法。

二、實驗基本要求

（5）熟悉Multisim、QuartusII等EDA軟件的電路設(shè)計、仿真、下載方法及操作流程。

（6）熟悉CPLD、FPGA可編程邏輯器件的原理、功能及應(yīng)用。一、實驗項目（16學(xué)時，四次）1、基于Multisim的交通燈控制電路設(shè)計、仿真；2、采用MSI的數(shù)字小系統(tǒng)電路設(shè)計、調(diào)測；3、基于Quartus_II的數(shù)字電路設(shè)計、仿真；4、基于FPGA的數(shù)字電路設(shè)計、仿真、下載。（注意：每個實驗項目的具體內(nèi)容由各次實驗課件確定）52023/7/1實驗一：基于Multisim10的交通燈控制電路設(shè)計、仿真賴祖亮@小木蟲1熟悉EDA仿真軟件Multisim10的基本

操作方法21.實驗?zāi)康?4熟悉MSI組合邏輯電路和時序邏輯路的邏輯功能及使用方法掌握MSI組合邏輯器件和時序邏輯器件組成數(shù)字小系統(tǒng)的設(shè)計和測試方法學(xué)會使用Multisim10設(shè)計、仿真和調(diào)試數(shù)字邏輯電路

2.Multisim10軟件主界面簡介62023/7/1菜單欄仿真開關(guān)工具欄元器件欄儀器儀表欄電路工作區(qū)狀態(tài)欄3.實驗原理

交通燈控制電路是一種用在道路交叉路口控制紅、黃、綠三色交通信號燈按規(guī)定的時間順序交替亮滅的應(yīng)用電路。按交通規(guī)則要求：紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行，黃燈亮則給行駛中的車輛有時間?？吭诮咕€之外。交通燈控制電路原理框圖82023/7/1

交通燈控制電路設(shè)計要求:（1）交通燈控制電路在一個循環(huán)周期內(nèi)要使紅、黃、綠三色燈依次點亮24s、4s、20s；

（2）如調(diào)整時鐘周期為4秒，則紅、黃、綠三色燈點亮?xí)r間內(nèi)所包含的時鐘周期個數(shù)依次為6、1、5，即一個循環(huán)周期內(nèi)共12個時鐘周期；（3）時間計數(shù)的個位和十位分別用兩個數(shù)碼管顯示，計數(shù)以秒為單位，采用倒計時方式計數(shù)；（4）電路設(shè)計采用常規(guī)74序列中規(guī)模組合邏輯電路和時序邏輯器件實現(xiàn)，要求用扭環(huán)形計數(shù)器作為定時控制器。

交通燈態(tài)序表92023/7/1

部分電路簡介:（1）模12扭環(huán)形計數(shù)器如圖所示，兩片74LS194擴展成了8位右移移位寄存器，根據(jù)扭環(huán)計數(shù)器構(gòu)成規(guī)則可知，電路接成了右移模12的計數(shù)器。1020柔23帶/6疊/2刑7模12扭環(huán)店形計遇數(shù)器縫狀態(tài)驅(qū)表東西復(fù)方向敢：綠靈：EW盤G=黃：EW影Y=紅：EW肚R=南北婆方向罷：綠竄：NS螺G=黃：NS斃Y=紅：NS嶼R=邏輯檔表達忙式（由輸學(xué)生謠自己郵填寫門）1120攻23暈/6距/2奮724進制飛計數(shù)飽器（注捕意：弊該參議考電雞路不蘆是倒縮慧計時愁方式些）下圖嗓是用碑兩片74頁LS累16斑0接成得二十尾四進袖制計絡(luò)數(shù)器前。計因數(shù)器悶從0態(tài)開錢始計框數(shù)。兩片74紋LS毯16看0接成乞二十船四進泥制計映數(shù)器爛電路霉圖12仿真警參考叼電路龍如下認圖所勾示：（注屠意：率計數(shù)勉顯示起不是勺倒計軌時方火式）1320皇23勁/6但/2嫌74.實驗向內(nèi)容散與要今求（1）在Mu嘩lt禁is匹im活1責(zé)0界面暴中設(shè)兇計出朗交通扁燈控陵制器那各單朱元電代路，華其中會脈沖姑信號搬發(fā)生檢器（畏可用Mu覽lt稠is橡im警1亂0中的吼函數(shù)六發(fā)生恥器替益代）嗓；（2）分得別寫圾出南哨北方幫向和瞎東西左方向慌紅、尸黃、騎綠交汁通燈至點亮款的邏紋輯函耀數(shù)表臥達式幟；（3）完皮成交驗通燈惱控制廢電路欺總體磁設(shè)計鏈，并愉畫出助總體李電路喝原理卷框圖吼；（4）計糊數(shù)顯艦示采柔用倒傳計時說方式削，分促頻電壺路不拉能與奧參考照電路暖相同標；（5）使均用Mu植lt抵is每im愁1政0軟件世，渠仿真牙調(diào)試開整機絹電路意，并音記錄欣結(jié)果腐。5.儀器該及器好件（1）計茄算機擔(dān)一臺博；（2）Mu裝lt主is崗im憂1壓0仿真必軟件奸一套觀；（3）根儀據(jù)電護路實虧現(xiàn)方排案不嗎同可隨分別聰調(diào)用74屆LS菜74協(xié)(1摧12槳)、74吊LS孔19展4(栽16翅4)、74退LS蜘19匙0(褲19執(zhí)1)；74都LS舉16光0(串16膽1)74覺LS卻08、74括LS追04及三練色燈主和帶丟有譯繁碼的祖數(shù)碼跨管等念器件貿(mào)。1420需23憐/6礦/2顏76.實驗祥報告（1）寫出唐交通諸燈控木制電印路各北單元檢電路交工作謀原理邀；（2）給出禍整機另原理笛框圖臘和整楊機電粱路分秘析及私調(diào)試悠結(jié)果似；（3）畫出銜相應(yīng)各單元柜的工偶作波寸形；（4）結(jié)論蹈和體宜會。7.是考賤題（1）交通國燈控挎制電闊路中舟，基鮮本時錘鐘采爐用秒河脈沖