EWB在數(shù)字電子電路綜合課程設(shè)計(jì)方案中的應(yīng)用

EWB在數(shù)字電子電路綜合課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用1引言長(zhǎng)期以來，綜合課程設(shè)計(jì)是以理論課教學(xué)、課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成的.我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐的過程中，結(jié)合理論教學(xué)的進(jìn)程，利用計(jì)算機(jī)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件ElectronicsWorkbench(虛擬電子工作臺(tái)，EWB)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行基礎(chǔ)驗(yàn)證模擬仿真實(shí)驗(yàn)，作為教學(xué)的補(bǔ)充。使同學(xué)增強(qiáng)對(duì)電路的感性熟識(shí),掌握各種儀器的基本使用、電路參數(shù)的測(cè)試方法。我們采納工作在Windows2000平臺(tái)上的EWB5．12(虛擬電子工作臺(tái))軟件。實(shí)驗(yàn)可由老師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容通過多媒體教學(xué)平臺(tái)演示完成,也可由同學(xué)在課外利用計(jì)算機(jī)參照有關(guān)習(xí)題完成。通過人機(jī)對(duì)話的方式，能使每個(gè)人都能親自動(dòng)手搭接電路，進(jìn)行元件接線,參數(shù)設(shè)定。邊連線,邊測(cè)試，邊修改，邊分析，并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。通過EWB軟件的”componentProperties"(元件屬性）可隨時(shí)調(diào)整和修改元器件參數(shù)，分析各元件參數(shù)對(duì)電路的作用與影響。調(diào)試和測(cè)量過程就是最好的學(xué)習(xí)過程。在這樣的實(shí)驗(yàn)中，把實(shí)驗(yàn)與理論有機(jī)的結(jié)合起來，加深了同學(xué)對(duì)理論的熟識(shí)。我們可以通過一個(gè)實(shí)際的設(shè)計(jì)例子來體現(xiàn)EWB仿真軟件的優(yōu)越性。2基于EWB平臺(tái)的交通燈電路設(shè)計(jì)2．1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)主要街道和次要街道十字路口的交通燈掌握器。主要街道綠燈亮6s，黃燈亮2s；次要街道綠燈亮3s，黃燈亮1s。依次循環(huán)。2．2分析任務(wù)當(dāng)主要街道亮綠燈和黃燈時(shí)，次要街道亮紅燈（8s),當(dāng)次要街道亮綠燈和黃燈時(shí)，主要街道亮紅燈（4s）。用MG，MY,MR，CG，CY，CR分別表示主要街道的綠燈、黃燈、紅燈,次要街道的綠燈、黃燈、紅燈。2．3設(shè)計(jì)步驟2．3．1課程設(shè)計(jì)的常規(guī)步驟(1)依據(jù)設(shè)計(jì)要求列出交通燈掌握器的真值表如表1所示。（2）利用卡諾圖化簡(jiǎn)法或公式化簡(jiǎn)法獲得最簡(jiǎn)的規(guī)律表達(dá)式。(3）依據(jù)公式直接設(shè)計(jì)總體電路；(4）在電路板上搭接實(shí)際電路，測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)，按設(shè)計(jì)要求修改實(shí)際電路直至符合設(shè)計(jì)要求。2．3．2應(yīng)用EWB仿真軟件之后的設(shè)計(jì)步驟(1）依據(jù)設(shè)計(jì)要求列出交通燈掌握器的真值表如表l所示.（2）利用規(guī)律轉(zhuǎn)換儀獲得最簡(jiǎn)規(guī)律表達(dá)式，逐一設(shè)計(jì)完成各單元電路并從(EWB）所供應(yīng)的器件庫中選擇元器件.(3)進(jìn)行總體連接完成總體設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行仿真,測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)，按設(shè)計(jì)要求修改仿真電路直至符合設(shè)計(jì)要求.(4）在電路板上搭接實(shí)際電路。2．4電路設(shè)計(jì)從元器件庫中拖出規(guī)律轉(zhuǎn)換儀，依據(jù)交通燈掌握器的真值表，獲得MG的最簡(jiǎn)規(guī)律表達(dá)式如圖1所示。同理，求出MY,MR,CG，CY，CR的最簡(jiǎn)規(guī)律表達(dá)式。依據(jù)最簡(jiǎn)表達(dá)式設(shè)計(jì)出總體電路，再從元器件庫中選出元器件，從儀器庫中選出規(guī)律分析儀，依據(jù)預(yù)設(shè)計(jì)的電路連接和設(shè)置儀器.其電路圖如圖2所示，規(guī)律分析儀設(shè)置為內(nèi)觸發(fā)方式。2．5電路的仿真實(shí)驗(yàn)按下”啟動(dòng)／停止"，運(yùn)行模擬程序，從指示燈上觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。仿真的另一特點(diǎn)是有規(guī)律分析儀,雙擊規(guī)律分析儀圖標(biāo)即可觀察到各點(diǎn)的時(shí)序波形如圖3所示。其輸入信號(hào)的通道挨次為：5Hz信號(hào)（CLK），主要街道綠燈信號(hào)MG，主要街道黃燈信號(hào)MY，主要街道紅燈信號(hào)MR，次要街道綠燈信號(hào)CG，次要街道黃燈信號(hào)CY,次要街道紅燈信號(hào)CR。從波形圖上可清楚地看到電路中各點(diǎn)之間的時(shí)序關(guān)系。對(duì)設(shè)計(jì)中模糊不清的問題，如計(jì)數(shù)器的同步置數(shù),異步置數(shù)，同步清零，異步清零的問題，用時(shí)序圖可以得到很好的解釋。這是實(shí)際實(shí)驗(yàn)無法比擬的,3結(jié)語通過以上設(shè)計(jì)可見，運(yùn)用EWB軟件，可便利地在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)電路，并進(jìn)行仿真。通過轉(zhuǎn)變電路參數(shù)，可以觀察不同電路參數(shù)對(duì)電路性能的影響,用虛擬儀器可以觀察各實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的波形及整個(gè)電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,一個(gè)方案不成功可刷新重來,反復(fù)多次后選擇出最佳的設(shè)計(jì)方案。由于該軟件具有豐富的元件庫和儀器庫,可以充分發(fā)揮每個(gè)設(shè)計(jì)者的想象力和制造力，大膽進(jìn)行設(shè)計(jì)嘗試，不必關(guān)注元器件會(huì)損壞,這樣的設(shè)計(jì)可以隨心所欲、花樣疊出。若電路設(shè)計(jì)有誤，通過仿真,軟件會(huì)做出警告或提示，當(dāng)設(shè)計(jì)方案正確無誤后，再按此方案搭接實(shí)際電路。用EWB軟件設(shè)計(jì)電子電路轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的基于電路板的設(shè)計(jì)方法,從而可以大大縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，節(jié)省開發(fā)費(fèi)用，提高效率。實(shí)踐證明EWB軟件是人們?cè)O(shè)計(jì)電子電路的有效工具。第四部分

電子電路仿真實(shí)驗(yàn)4.5仿真實(shí)驗(yàn)舉例

［要點(diǎn)提示］HYPERLINK”http：///cbe/netcourse/webbook/frame/c405。htm"\l”c1”1、晶體三極管放大電路特性討論HYPERLINK”/cbe/netcourse/webbook/frame/c405。htm"\l”c2”2、四位數(shù)碼寄存器[內(nèi)容簡(jiǎn)介]4。5.1晶體三極管放大電路特性討論實(shí)驗(yàn)內(nèi)容創(chuàng)建如圖4.5.1所示的實(shí)驗(yàn)電路，并為元器件標(biāo)識(shí)，參數(shù)設(shè)置。測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)Ib、Ic、Vce，用示波器測(cè)量電壓放大倍數(shù)AV,用波特圖儀測(cè)量頻率特性,測(cè)量通頻帶BW。調(diào)節(jié)Rp1、Rp2,用示波器觀察因工作點(diǎn)的轉(zhuǎn)變而引起的輸出波形失真。重新調(diào)節(jié)Rp1、Rp2恢復(fù)原值，使波形失真消除。4．利用參數(shù)掃描功能，分析Co從0.1μF到100μF變化時(shí)對(duì)f1的影響。仿真實(shí)驗(yàn)1。創(chuàng)建電路，給電路中的全部元器件按圖4。5。1要求標(biāo)識(shí)，參數(shù)設(shè)置，然后單擊Circuit/SchematicOptions消滅對(duì)話框，在“Display"選項(xiàng)框內(nèi)，勾選“ShowNotes”，這時(shí)EWB自動(dòng)給各節(jié)點(diǎn)編號(hào),并顯示在電路圖上。圖4。5.1晶體三極管放大電路特性討論實(shí)驗(yàn)電路2.給虛擬儀器設(shè)置參數(shù)電壓表Mode：DCResistance:100MΩ（考慮三級(jí)管輸入電阻較高，為減小誤差取高內(nèi)阻）電流表Mode:DCResistance:取默認(rèn)值1nΩ函數(shù)發(fā)生器波形：

正弦波Frequency：1KHzDutycycle：50%Amplitude：50mVOffset：0示波器Timebase：0.50ms/div“X/T"顯示方式ChannelA：50mV/divyposition：0。00“AC”工作方式ChannelB：500mV/divyposition：0.00“AC”工作方式Trigger：“Auto”方式ChannelA輸入線設(shè)為黑色，ChannelB輸入線設(shè)為紅色，則輸入信號(hào)波形為黑色，輸出信號(hào)波形為紅色。波特圖儀幅頻特性

Vertical：

log

F:60dB

I：0dBHorizontal：

log

F：1GHz

I:1Hz相頻特性

Vertical：

log

F：360度

I:—360度Horizontal：

log

F：1GHz

I:1Hz3.單擊“O/I"開關(guān)，運(yùn)行電路，再單擊“Parse”按鈕，暫停運(yùn)行。從電壓表、電流表讀出靜態(tài)工作點(diǎn)的值為：IB＝19.76μA

IC＝2.064mAVCE＝VC－VE＝9.940V－1。102V＝8.838V雙擊示波器圖標(biāo)，打開示波器面板,單擊“Expand“擴(kuò)展面板，觀察到波形如圖4.5。2,拖拽讀數(shù)指針，測(cè)得:Av＝VOP-P/VIP—P

＝—1.3674V/98。196mV＝—13。9圖4。5.2輸入輸出電壓波形雙擊波特圖儀圖標(biāo)，打開波特圖儀面板,單擊“Magnitude",測(cè)得幅頻特性如圖4.5。3。拖拽讀數(shù)指針，測(cè)得：BW＝13。45MHZ—26.65HZ≈13。45MHZ單擊“phase"，測(cè)得相頻特性如圖4。5.4。圖4。5。3幅頻特性圖4.5.4相頻特性調(diào)節(jié)RP1＝200KΩ/100%、RP2＝100Ω/0%，打開示波器面板運(yùn)行電路、暫停運(yùn)行,觀察到輸出波形如圖4。5.5，波形產(chǎn)生截止失真。

調(diào)節(jié)RP1＝200KΩ/5%、RP2＝100Ω/0%,運(yùn)行電路，暫停運(yùn)行,觀察到輸出波形如圖4。5.6，波形產(chǎn)生飽和失真。調(diào)節(jié)RP1、RP2恢復(fù)原值，觀察波形無明顯失真。圖4。5.5輸出電壓波形（截止失真）圖4.5。6輸出電壓波形（飽和失真）4。選擇Analysis/ParameterSweep選項(xiàng),打開參數(shù)掃描設(shè)置對(duì)話框，設(shè)置如下：Component：C3(系統(tǒng)編號(hào)，電路圖中的標(biāo)識(shí)是“Co"）StartValue：0.1μFEndValue：100μFSweeptype：DecadeOutputnode：7Sweepfor：ACFrequencyAnalysis單擊“SetACoptions”按鈕，設(shè)置分析參數(shù)：Startfrequency：1HZ

Endfrequency：10GHZ

Sweeptype：Decade

Numberofpoints：100

Verticalscale：log

單擊“Simulate"，開頭分析,分析結(jié)果如圖4.5.7.從幅頻特性曲線看出，隨Co電容的增大,fl減小.整個(gè)放大器的通頻帶展寬。

圖4。5。7幅頻特性的參數(shù)(C3）掃描結(jié)果4。5.2四位數(shù)碼寄存器

一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

創(chuàng)建如圖4。5。8所示四位數(shù)碼寄存器,輸入數(shù)碼為0000～1111的16個(gè)四位二進(jìn)制碼，將其依次以單步或循環(huán)方式輸入寄存器，觀察規(guī)律分析儀上輸入與輸出的規(guī)律波形。圖4。5.8四位數(shù)碼寄存器實(shí)驗(yàn)電路二、仿真實(shí)驗(yàn)

1。打開字信號(hào)發(fā)生器，進(jìn)行字信號(hào)編輯和儀器設(shè)置。因本實(shí)驗(yàn)要求輸入數(shù)碼為0000～111116個(gè)四位二進(jìn)制碼，則字信號(hào)編輯應(yīng)為4位16進(jìn)制數(shù)0000～000F。字信號(hào)發(fā)生器其它設(shè)置為：

Initial:0000Final：000F

Trigger:Internal（內(nèi)觸發(fā)方式)上升沿

Frequency：1KHZ

輸出方式：Cycle或Step

2。打開規(guī)律分析儀面板,單擊Clock“set”按鈕，打開時(shí)鐘設(shè)置對(duì)話框,Internalclockrate設(shè)為１KHZ。其余選用默認(rèn)值.觸發(fā)方式選用默認(rèn)

值。

3．單擊“O/I"開關(guān),運(yùn)行電路，暫停運(yùn)行。從規(guī)律分析儀上觀察到如圖4。5。9的輸入、輸出規(guī)律信號(hào)波形，四位數(shù)碼寄存器在存數(shù)指令的作用下，將輸入數(shù)碼寄存在D觸發(fā)器中。

圖4.5.9四位數(shù)碼寄存器輸入、輸出規(guī)律波形第三部分?jǐn)?shù)字電路實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)3、11.數(shù)字搶答器設(shè)計(jì)

[要點(diǎn)提示］

HYPERLINK”http：///cbe/netcourse/webbook/frame/c311。htm"一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求

HYPERLINK”/cbe/netcourse/webbook/frame/c311.htm"二、預(yù)習(xí)要求

http：///cbe/netcourse/webbook/frame/c311。htm"\l”c20104”四、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法

c20106"六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

HYPERLINK”/cbe/netcourse/webbook/frame/c311.htm”一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

HYPERLINK”/cbe/netcourse/webbook/frame/c312.htm"\l”c20102"二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求

\l”c20103”三、實(shí)驗(yàn)原理

HYPERLINK”/cbe/netcourse/webbook/frame/c312。htm"\l”c20104”四、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

HYPERLINK”http：///cbe/netcourse/webbook/frame/c312.htm”\l”c20105"五、練習(xí)內(nèi)容及方法

HYPERLINK”http：///cbe/netcourse/webbook/frame/c312.htm"[內(nèi)容簡(jiǎn)介］一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求

1．設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口的交通燈掌握電路，要求甲車道和乙車道兩條交叉道路上的車輛交替運(yùn)行，每次通行時(shí)間都設(shè)為25秒;

2．要求黃燈先亮5秒，才能變換運(yùn)行車道；

3．黃燈亮?xí)r，要求每秒鐘閃亮一次.

二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求

1．復(fù)習(xí)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。

2．復(fù)習(xí)多路數(shù)據(jù)選擇器、二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器的工作原理。

3．依據(jù)交通燈掌握系統(tǒng)框圖，畫出完整的電路圖。

三、設(shè)計(jì)原理與參考電路

1．分析系統(tǒng)的規(guī)律功能，畫出其框圖

交通燈掌握系統(tǒng)的原理框圖如圖12、1所示。它主要由掌握器、定時(shí)器、譯碼器和秒脈沖信號(hào)發(fā)生器等部分組成。秒脈沖發(fā)生器是該系統(tǒng)中定時(shí)器和掌握器的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)源，譯碼器輸出兩組信號(hào)燈的掌握信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路后驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈工作，掌握器是系統(tǒng)的主要部分，由它掌握定時(shí)器和譯碼器的工作。圖中:

TL：表示甲車道或乙車道綠燈亮的時(shí)間間隔為25秒,即車輛正常通行的時(shí)間間隔。定時(shí)時(shí)間到,TL=1，否則，TL=0。

TY：表示黃燈亮的時(shí)間間隔為5秒。定時(shí)時(shí)間到,TY=1，否則，TY=0。

ST:表示定時(shí)器到了規(guī)定的時(shí)間后,由掌握器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)。由它掌握定時(shí)器開頭下個(gè)工作狀態(tài)的定時(shí)。圖12、1交通燈掌握系統(tǒng)的原理框圖2．畫出交通燈掌握器的ASM（AlgorithmicStateMachine,算法狀態(tài)機(jī)）

（1）圖甲車道綠燈亮，乙車道紅燈亮.表示甲車道上的車輛允許通行，乙車道禁止通行。綠燈亮足規(guī)定的時(shí)間隔TL時(shí)，掌握器發(fā)出狀態(tài)信號(hào)ST，轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)。

（2）甲車道黃燈亮,乙車道紅燈亮。表示甲車道上未過停車線的車輛停止通行，已過停車線的車輛連續(xù)通行，乙車道禁止通行。黃燈亮足規(guī)定時(shí)間間隔TY時(shí),掌握器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)ST，轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài).

(3）甲車道紅燈亮,乙車道黃燈亮。表示甲車道禁止通行,乙車道上的車輛允許通行綠燈亮足規(guī)定的時(shí)間間隔TL時(shí)，掌握器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)ST，轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)。

（4)甲車道紅燈亮，乙車道黃燈亮。表示甲車道禁止通行，乙車道上位過縣停車線的車輛停止通行，已過停車線的車輛停止通行，已過停車線的車輛連續(xù)通行。黃燈亮足規(guī)定的時(shí)間間隔TY時(shí)，掌握器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)ST，系統(tǒng)又轉(zhuǎn)換到第（1)種工作狀態(tài)。

交通燈以上4種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是由掌握器器進(jìn)行掌握的。設(shè)掌握器的四種狀態(tài)編碼為00、01、11、10，并分別用S0、S1、S3、S2表示，則掌握器的工作狀態(tài)及功能如表12、1所示，掌握器應(yīng)送出甲、乙車道紅、黃、綠燈的掌握信號(hào)。為簡(jiǎn)便起見，把燈的代號(hào)和燈的驅(qū)動(dòng)信號(hào)合二為一，并作如下規(guī)定：

表12、1掌握器工作狀態(tài)及功能

掌握狀態(tài)信號(hào)燈狀態(tài)車道運(yùn)行狀態(tài)

S0（00)甲綠，乙紅甲車道通行，乙車道禁止通行

S1(01）甲黃，乙紅甲車道緩行,乙車道禁止通行

S3（11）甲紅,乙綠甲車道禁止通行,甲車道通行

S2（10）甲紅,乙黃甲車道禁止通行，甲車道緩行

AG=1:甲車道綠燈亮;

BG=1：乙車道綠燈亮；

AY=1：甲車道黃燈亮；

BY=1：乙車道黃燈亮；

AR=1:甲車道紅燈亮；

BY=1：乙車道紅燈亮；

由此得到交通燈的ASM圖，如圖12、2所示。設(shè)掌握器的初始狀態(tài)為S0（用狀態(tài)框表示S0)，當(dāng)S0的持續(xù)時(shí)間小于25秒時(shí),TL=0(用推斷框表示TL)，掌握器保持S0不變。只有當(dāng)S0的持續(xù)時(shí)間等于25秒時(shí),TL=1,掌握器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)ST(用條件輸出框表示ST），并轉(zhuǎn)換到下一個(gè)工作狀態(tài).依此類推可以弄懂ASM圖所表達(dá)的含義。

3．單元電路的設(shè)計(jì)

(1)定時(shí)器

定時(shí)器由與系統(tǒng)秒脈沖（由時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器供應(yīng)）同步的計(jì)數(shù)器構(gòu)成，要求計(jì)數(shù)器在狀態(tài)信號(hào)ST作用下，首先清零，然后在時(shí)鐘脈沖上升沿作用下，計(jì)數(shù)器從零開頭進(jìn)行增1計(jì)數(shù)，向掌握器供應(yīng)模5的定時(shí)信號(hào)TY和模25的定時(shí)信號(hào)TL。

計(jì)數(shù)器選用集成電路74LS163進(jìn)行設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)便。74LS163是4位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器，它具有同步清零、同步置數(shù)的功能。74LS163的外引線排列圖和時(shí)序波形圖如圖12、3所示，其功能表如表12、2所示。圖中,是低電平有效的同步清零輸入端，是低電平有效才同步并行置數(shù)掌握端，CTp、CTT是計(jì)圖12、2交通燈的ASM圖數(shù)掌握端，CO是進(jìn)位輸出端，D0～D3是并行數(shù)據(jù)輸入端，Q0～Q3是數(shù)據(jù)輸出端.由兩片74LS163級(jí)聯(lián)組成的定時(shí)器電路如圖12、4所示.電路的工作原理請(qǐng)自行分析。

（a)圖12、374LS163的外引線排列圖和時(shí)序波形圖

（2）掌握器

掌握器是交通管理的核心，它應(yīng)該能夠依據(jù)交通管理規(guī)章掌握信號(hào)燈工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。從ASM圖可以列出掌握器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，如表12、3所示。選用兩個(gè)D觸發(fā)器FF1、FFO做為時(shí)序寄存器產(chǎn)生4種狀態(tài),掌握器狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件為TL和TY，當(dāng)掌握器處于Q1n+1Q0n+1＝00狀態(tài)時(shí)，如果TL＝0，則掌握器保持在00狀態(tài)；如果,則掌握器轉(zhuǎn)換到Q1n+1Q0n+1＝01狀態(tài)。這兩種情況與條件TY無關(guān),所以用無關(guān)項(xiàng)"X"表示.其余情況依次類推，同時(shí)表中還列出了狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)ST。圖12、4定時(shí)器電路圖表12、274LS163功能表

|表12、3掌握器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表

依據(jù)表12、3、可以推出狀態(tài)方程和轉(zhuǎn)換信號(hào)方程，其方法是：將Q1n+1、Q0n+1和ST為1的項(xiàng)所對(duì)應(yīng)的輸人或狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件變量相與,其中"1"用原變量表示,”0"用反變量表示，然后將各與項(xiàng)相或,即可得到下面的方程：

依據(jù)以上方程，選用數(shù)據(jù)選擇器74LS153來實(shí)現(xiàn)每個(gè)D觸發(fā)器的輸入函數(shù)，將觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)值（）加到74LS153的數(shù)據(jù)選擇輸入端作為掌握信號(hào)．即可實(shí)現(xiàn)掌握器的功能.掌握器的規(guī)律圖如圖12、5所示。圖中R、C構(gòu)成上電復(fù)位電路。圖12、5掌握器規(guī)律圖（3）譯碼器

譯碼器的主要任務(wù)是將掌握器的輸出Q1、Q0的4種工作狀態(tài)，翻譯成甲、乙車道上6個(gè)信號(hào)燈的工作狀態(tài)。掌握器的狀態(tài)編碼與信號(hào)燈掌握信號(hào)之間的關(guān)系如表12、4所示。實(shí)現(xiàn)上述關(guān)系的譯碼電路請(qǐng)讀者自行設(shè)計(jì)。四、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

1．?dāng)?shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱

2．集成電路74LS741片，74LS101片,74LS002片，74LS1532片,74LS1632片，NE5551片

3．電阻51KΩ1只，200Ω6只

4．電容10Uf1只

5．其它發(fā)光二極管6只五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法

表12、4掌握器狀態(tài)編碼與信號(hào)燈關(guān)系表狀態(tài)AGAYARBGBYBR001

0

00

0

1010

1

00

0

1100

0

11

0

0110

0

10

1

01．設(shè)計(jì)、組裝譯碼器電路，其輸出接甲、乙車道上的6只信號(hào)燈（實(shí)驗(yàn)時(shí)用發(fā)光二極管代替）,驗(yàn)證電路的規(guī)律功能.

2．設(shè)計(jì)、組裝秒脈沖產(chǎn)生電路。

3．組裝、調(diào)試定時(shí)電路.當(dāng)CP信號(hào)為1Hz正方波時(shí)，畫出CP、Q0、Q1、Q2、Q3、Q4、TL．、TY的波形，并注意它們之間一的時(shí)序關(guān)系。

4．組裝、調(diào)試掌握器電路。

5．完成交通燈掌握電路的聯(lián)調(diào)，并測(cè)試其功能。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1．畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并標(biāo)明各元件的參數(shù)值.

2．繪出實(shí)驗(yàn)中的時(shí)序波形，整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并加以說明.

3．寫出實(shí)驗(yàn)過程中消滅的故障現(xiàn)象及其解決方法。

4．回答思考題.

5．心得體會(huì)與建議。七、思考題

能否用具有異步清零功能的計(jì)數(shù)器74LS161來代替圖12、4所示電路中的74LS163？說明理由。第四部分

電子電路仿真實(shí)驗(yàn)4。6實(shí)驗(yàn)

[要點(diǎn)提示]

HYPERLINK”/cbe/netcourse/webbook/frame/c406.htm”1、實(shí)驗(yàn)4。6.1放大器靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)動(dòng)態(tài)范圍的影響

2、實(shí)驗(yàn)4.6。2晶體管放大電路通頻帶擴(kuò)展

5、實(shí)驗(yàn)4。6。5編碼器及其應(yīng)用

6、實(shí)驗(yàn)4.6。6同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)與調(diào)試

7、實(shí)驗(yàn)4.6。7數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與調(diào)試

8、實(shí)驗(yàn)4.6.8不同數(shù)列數(shù)字顯示電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試

c9"9、實(shí)驗(yàn)4.6.9階梯波發(fā)生器的設(shè)計(jì)與調(diào)試［內(nèi)容簡(jiǎn)介］實(shí)驗(yàn)4.6.1放大器靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)動(dòng)態(tài)范圍的影響一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．學(xué)習(xí)創(chuàng)建、編輯EWB電路的方法。

2．練習(xí)虛擬模擬儀器的使用.

3．通過觀察和測(cè)試不同靜態(tài)工作點(diǎn)下動(dòng)態(tài)范圍的不同，了解靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置對(duì)晶體管放大電路動(dòng)態(tài)范圍的影響.二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1．創(chuàng)建如圖4.6.1所示的仿真實(shí)驗(yàn)電路.實(shí)驗(yàn)電路中晶體管的參數(shù)選用默認(rèn)值，電位器阻值變化一次的幅度設(shè)置為5﹪。

2．調(diào)節(jié)Rp使它等于3KΩ，運(yùn)行電路，測(cè)出Ic，用示波器觀察輸出電壓波形，并測(cè)量輸出電壓動(dòng)態(tài)范圍。

3.調(diào)節(jié)Rp使它分別等于1.5KΩ、15KΩ、30KΩ,測(cè)出相應(yīng)的Ic值和輸出電壓動(dòng)態(tài)范圍。

圖4.6.1放大器靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)動(dòng)態(tài)范圍的影響實(shí)驗(yàn)電路三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1．自擬表格，整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).

2．分析總結(jié)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)動(dòng)態(tài)范圍的影響。

3．回答思考題。四、思考題：

1．輸出波形失真的緣由有哪些？怎樣克服？

2．如果Rb2短路，放大器會(huì)消滅什么故障？實(shí)驗(yàn)4。6。2晶體管放大電路通頻帶擴(kuò)展一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．通過觀察和測(cè)量電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路的頻率特性，了解負(fù)反饋電路能夠擴(kuò)展通頻帶的特性。

2．練習(xí)EWB的溝通分析和參數(shù)掃描分析功能。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1．創(chuàng)建如圖4。6。2所示的仿真實(shí)驗(yàn)電路。實(shí)驗(yàn)電路中的晶體管參數(shù)選用默認(rèn)值。

2。開關(guān)打向“2”斷開反饋支路，選擇分析菜單中的ACfrequency項(xiàng)對(duì)實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行溝通分析，從幅頻特性上測(cè)出通頻帶BW。

3.開關(guān)打向“1",接通反饋支路,重復(fù)2的測(cè)量.

4.選擇分析菜單的ParameterSweep項(xiàng),對(duì)實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行參數(shù)掃描分析，選擇待掃描分析的元件為Rf2。參數(shù)的起始值為1KΩ，終值為50KΩ。掃描類型為線型,掃描步長(zhǎng)為10KΩ。待分析節(jié)點(diǎn)為輸出節(jié)點(diǎn),掃描類型選為溝通分析。觀察Rf2不同時(shí)的幅頻特性，并作記錄。

圖4.6.2晶體管放大電路通頻帶擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)電路三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1。整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析反饋支路開路和接通時(shí)，BW不同的緣由。

2。對(duì)參數(shù)掃描分析的結(jié)果進(jìn)行總結(jié)。

3。回答思考題。四、思考題

1。負(fù)反饋放大電路頻帶的展寬是以犧性放大器的什么為代價(jià)的，它能無限展寬頻帶嗎？

2。轉(zhuǎn)變信號(hào)源幅度的大小，影響放大電路的幅頻特性嗎？為什么？實(shí)驗(yàn)4。6。3電壓比較器特性討論一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步了解電壓比較器的工作原理。

2.學(xué)習(xí)電壓比較器傳輸特性的測(cè)量方法。

3.討論參考電壓和反饋系數(shù)對(duì)傳輸特性的影響。

4。進(jìn)一步練習(xí)EWB實(shí)驗(yàn)電路的創(chuàng)建和分析功能.二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

圖4.6。3單限電壓比較器實(shí)驗(yàn)電路圖4.6.4遲滯電壓比較器實(shí)驗(yàn)電路1．單限比較器

⑴用集成運(yùn)算放大器μA741構(gòu)成一單限電壓比較器，電路如圖4。6.3。

⑵設(shè)基準(zhǔn)電壓Vr=2V，從Ui端輸入一高電平3V，低電平0V,周期為100μS的方波，用示波器觀察輸入、輸出波形。

⑶輸入電壓Ui為﹣5V~+5V的直流掃描電壓，利用直流掃描分析功能，測(cè)量傳輸特性。

⑷設(shè)基準(zhǔn)電壓Vr=0V，輸入電壓為峰值2V，頻率1KHZ的正弦波，觀測(cè)輸入、輸出電壓波形，并說明電路功能。

2。遲滯電壓比較器

⑴用專用集成比較器LM311構(gòu)成遲滯電壓比較器，電路如圖4。6。4。

⑵設(shè)R1=R2=10KΩ，輸入電壓Ui是峰值為5V，周期20μS的三角波，觀測(cè)當(dāng)VR分別為2V、﹣2V時(shí)的輸入、輸出電壓波形，從波形上確定上、下觸發(fā)電平VⅠ、VⅡ，畫出電路的傳輸特性，商量VR對(duì)傳輸特性的影響。

⑶設(shè)VR=0VR1=10KΩ，輸入電壓波形同（2),觀測(cè)R2分別為10KΩ、5KΩ時(shí)的輸入、輸出電壓波形，確定其上下觸發(fā)電平VⅠ、VⅡ,商量反饋系數(shù)FV＝R1/（R1+R2）對(duì)傳輸特性的影響。

三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1．整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上畫出觀測(cè)到的波形,依據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的要求，進(jìn)行分析商量。

2．回答思考題.四、思考題

1．在單限電壓比較器的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（4）中VR＝0V，若輸入信號(hào)的峰峰值為1V，含2V直流成分，比較器的輸出信號(hào)是怎樣的?

2.參閱窗口比較器的資料,設(shè)計(jì)一比較電路來調(diào)選晶體管，要求把β值在90～110之間的晶體管選擇出來并用發(fā)光二極管作為指示。請(qǐng)畫出電路圖,選定元件參數(shù)，使之滿意上述要求.實(shí)驗(yàn)4.6。4LC振蕩器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.進(jìn)一步了解LC振蕩器的工作原理。

2.討論反饋系數(shù)對(duì)起振點(diǎn)的影響。

3.討論靜態(tài)工作電流對(duì)振蕩頻率fO和振蕩幅度的影響.

圖4。6.5LC振蕩器實(shí)驗(yàn)電路二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.創(chuàng)建電容三點(diǎn)式LC振蕩器，電路如圖4.6。5.連接測(cè)試儀器。

2。調(diào)節(jié)Rb1，使Ic≈1mA

3.調(diào)節(jié)C3分別等于20pF、160pF，用示波器觀測(cè)輸出波形，并測(cè)量振蕩頻率的變化范圍fomin～fomax，確定fO＝6.5MHz時(shí)C3的取值。

4.C1C2取如下不同值（反饋系數(shù)F不同），用瞬態(tài)分析功能測(cè)量起振點(diǎn)，填表4.6。1.表4.6。1C1(pF)100110120680680680C2（pF）150010006801205020F

起振點(diǎn)(μS)

5.調(diào)節(jié)Rb2轉(zhuǎn)變電路靜態(tài)工作電流，Ic取如下不同值，用示波器測(cè)量,振蕩頻率fO和幅值VP﹣P，填表4。6。2。表4.6。2Ic（mA)0。51.01。52。0Vp﹣p(V)

fo（MHz）

三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1。整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算fo＝6。5MHz時(shí)C3的值，并與實(shí)驗(yàn)中確定的值比較.

2.分析總結(jié)反饋系數(shù)對(duì)起振點(diǎn)的影響。

3.分析總結(jié)靜態(tài)工作電流對(duì)振蕩頻率和幅度的影響。

4.回答思考題。四、思考題

1。反饋系數(shù)過大或過小對(duì)LC振蕩器的起振有益嗎？為什么？

2。為什么隨工作電流的增加，振蕩器的頻率會(huì)上升?

3。Ic太大或太小會(huì)使振蕩幅度增加還是下降？為什么？實(shí)驗(yàn)4。6。5編碼器及其應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1。加深理解編碼器的規(guī)律功能.

2。掌握WEB中的數(shù)字集成電路的使用方法。

3.練習(xí)虛擬數(shù)字儀器的使用。

4。練習(xí)WEB中的指示元件的使用。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1。8線—3線二進(jìn)制編碼器功能測(cè)試

(1)表４。6.3是８線—３線二進(jìn)制編碼器的真值表，依據(jù)此真值表寫出各輸出規(guī)律函數(shù)的表達(dá)式，在EWB的電路設(shè)計(jì)區(qū)創(chuàng)建用“或門”實(shí)現(xiàn)的規(guī)律圖。表4。6。3８線-３線二進(jìn)制編碼器真值表輸入輸出A7A6A5A4A3A2A1A0Y2Y1Y00

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（2)從儀器庫中選擇字信號(hào)發(fā)生器，將圖標(biāo)下沿的輸出端口連接到電路的輸入端，打開面板，依據(jù)真值表中輸入的要求，編輯字信號(hào)并進(jìn)行其它參數(shù)的設(shè)置.

（3）從儀器庫中選擇規(guī)律分析儀,將圖標(biāo)左邊的輸入端口連接到電路的輸出端，打開面板，進(jìn)行必要合理的設(shè)置。

（4)從指示元件庫中選擇彩色指示燈，接至電路輸出端。

（5）單擊字信號(hào)發(fā)生器“Step”(單步）輸出方式，記錄彩色指示燈的狀態(tài)(亮代表“1”，暗代表“0”)。記錄規(guī)律分析儀所示波形與真值表比較。

2.編碼器的應(yīng)用

（1）從數(shù)字集成電路庫中選擇74LS148優(yōu)先編碼器,按“F1”鍵了解該集成電路的功能。（74LS148在EWB中的型號(hào)是74148）。

(2)用74LS148和門電路,設(shè)計(jì)一個(gè)呼叫系統(tǒng)，要求有1—5號(hào)五個(gè)呼叫信號(hào),分別用五個(gè)開關(guān)輸出信號(hào),1號(hào)優(yōu)先級(jí)最高，5號(hào)最低。用指示器件庫中的譯碼數(shù)碼管顯示呼叫信號(hào)的號(hào)碼，沒有呼叫信號(hào)時(shí)顯示“0”，有一個(gè)呼叫信號(hào)時(shí)，顯示該呼叫信號(hào)的號(hào)碼，有多個(gè)呼叫信號(hào)時(shí)顯示優(yōu)先級(jí)最高的號(hào)碼。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1.整理8線-3線二進(jìn)制編碼器的測(cè)試結(jié)果，說明電路的功能.

2。畫出用74LS148構(gòu)成的呼叫系統(tǒng)的電路圖，說明設(shè)計(jì)原理.

3。回答思考題.四、思考題

1.74LS148優(yōu)先編碼器的優(yōu)先權(quán)是如何設(shè)置的，結(jié)合真值表分析其規(guī)律關(guān)系。

2。譯碼數(shù)碼管的管腳有四個(gè),74SL148的輸出代碼僅有三位，多余的管腳應(yīng)如何處理?為什么?實(shí)驗(yàn)4.6.6同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)與調(diào)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1。了解同步時(shí)序規(guī)律電路的分析方法和設(shè)計(jì)。

2。熟識(shí)同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的規(guī)律功能。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步三位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器,要求具有置零功能。

2.在EWB的電路設(shè)計(jì)區(qū)創(chuàng)建設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)電路，三位輸出端接彩色指示燈和規(guī)律分析儀，CP脈沖的頻率設(shè)為1Hz。

3。調(diào)試：

（1)打開規(guī)律分析面板進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。

（2)計(jì)數(shù)器置零。

(3)單擊“O/I"開關(guān)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，記錄彩色指示燈的狀態(tài)和規(guī)律分析儀顯示的計(jì)數(shù)器各輸出端波形。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1.畫出完整的同步三位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的規(guī)律電路圖，說明設(shè)計(jì)原理。

2。整理記錄的數(shù)據(jù)，給出該計(jì)數(shù)器的狀態(tài)和時(shí)序圖。

3。簡(jiǎn)述調(diào)試過程。實(shí)驗(yàn)4.6。7數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與調(diào)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1。了解同步十進(jìn)制集成計(jì)數(shù)器74160的功能。

2.掌握利用同步十進(jìn)制集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.以EWB數(shù)字集成電路庫中的74160為主要器件，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字顯示電子鐘，要求如下：

（1)具有時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)顯示功能,以24小時(shí)循環(huán)。

(2)用六只譯碼顯示管分別顯示時(shí)、分、秒的個(gè)位和十位。

(3)具有清零功能。

（4)用信號(hào)源庫中的時(shí)鐘脈沖源做計(jì)數(shù)秒信號(hào)。

2。依據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)電路。

3.仿真，調(diào)試。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1.簡(jiǎn)述總體方案，畫出框圖。

2.時(shí)、分、秒單元電路的設(shè)計(jì)。

3。畫出總體規(guī)律電路圖。

4。簡(jiǎn)述調(diào)試中遇到過哪些問題，是如何解決的。

5.整理測(cè)試數(shù)據(jù),依據(jù)仿真結(jié)果，分析是否滿意設(shè)計(jì)要求。實(shí)驗(yàn)4。6。8不同數(shù)列數(shù)字顯示電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1。掌握組合規(guī)律電路、時(shí)序規(guī)律電路的設(shè)計(jì)方法.

2。通過數(shù)字小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.以EWB數(shù)字集成電路庫中的7490為主要器件，設(shè)計(jì)一個(gè)不同數(shù)列數(shù)字顯示電路,要求如下：

(1）以譯碼數(shù)碼管為顯示元件,它能自動(dòng)地依次顯示出數(shù)字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然數(shù)列)，1、3、5、7、9（奇數(shù)列），0、2、4、6、8（偶數(shù)列）和0、1、2、3、4、5、6、7、0、1(音樂符號(hào)數(shù)列)，然后又依次顯示出自然數(shù)列、奇數(shù)列、偶數(shù)列、音樂符號(hào)數(shù)列，如此周而復(fù)始，不斷循環(huán)。

（2）接通電源手動(dòng)清零,然后按上述規(guī)律顯示。

(3）用時(shí)鐘脈沖源作計(jì)數(shù)信號(hào),每個(gè)數(shù)字的顯示時(shí)間相等，顯示時(shí)間為1秒左右。

2.依據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)電路。

3。仿真、調(diào)試。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1。簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)思想、總體方案，畫出框圖。

2。單元電路設(shè)計(jì)。

3.畫出總體電路圖。

4。簡(jiǎn)述調(diào)試步驟，調(diào)試中遇到的問題,解決方法.

5.整理測(cè)試數(shù)據(jù),依據(jù)仿真結(jié)果，分析是否滿意設(shè)計(jì)要求。

6。總堅(jiān)固驗(yàn)體會(huì)。實(shí)驗(yàn)4.6.9階梯波發(fā)生器的設(shè)計(jì)與調(diào)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.了解D/A轉(zhuǎn)換電路的工作原理.

2.掌握用集成運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)D/A轉(zhuǎn)換電路.二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.以集成運(yùn)算放大器和集成計(jì)數(shù)器為主要器件，設(shè)計(jì)一個(gè)階梯波發(fā)生器，要求輸出如圖4.6。6所示波形。周期為2ms。用時(shí)鐘脈沖源作計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖。

2.依據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)電路。

3。仿真、調(diào)試。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1。簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)思想、總體方案,畫出框圖。

2。單元電路設(shè)計(jì)。

3.畫出總體電路圖.

4.簡(jiǎn)述調(diào)試步驟，調(diào)試中遇到的問題，解決方法。

5.整理測(cè)試數(shù)據(jù),依據(jù)仿真結(jié)果，分析是否滿意設(shè)計(jì)要求。

圖4.6。6階梯波發(fā)生器輸出波形實(shí)驗(yàn)一數(shù)據(jù)比較器

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)據(jù)比較器

2.實(shí)驗(yàn)原理二進(jìn)制比較器是供應(yīng)關(guān)于兩個(gè)二進(jìn)制操作數(shù)間關(guān)系信息的規(guī)律電路。兩個(gè)操作數(shù)的比較結(jié)果有三種情況：A等于B、A大于B和A小于B?？紤]當(dāng)操作數(shù)A和B都是一位二進(jìn)制數(shù)時(shí),構(gòu)造比較器的真值表見表9-1。輸出表達(dá)式如下:AEQB=A’B’+AB=（AB）’A>B=AB'A<B=A’B 表9—1一位比較器的真值表輸入輸出ABA=BA>BA〈B00100010011001011100

在一位比較器的基礎(chǔ)上，我們可以連續(xù)得到兩位比較器，然后通過“迭代設(shè)計(jì)"得到4位的數(shù)據(jù)比較器。對(duì)于4位比較器的設(shè)計(jì),我們可以通過原理圖輸入法或VHDL描述來完成，其中用VHDL語言描述是一種最為簡(jiǎn)潔的方法。下面是一個(gè)3位比較器的VHDL描述:libraryieee；useieee。std_logic_1164。all；useieee.std_logic_unsigned.all;entitycompisport（a，b: in std_logic_vector(2downto0）; sel_f: in std_logic_vector（1downto0）； q: out Boolean)； end; architectureaofcompisbegin process(sel_f,a，b) begin casesel_fis when"00”=>q〈=a=b； when”01"=>q〈=a〈b； when”10”=〉q〈=a〉b; whenothers=〉q<=false; endcase; endprocess;enda；實(shí)驗(yàn)源程序名是comp。vhd.3.實(shí)驗(yàn)連線輸入信號(hào)有A0～A3、B0~B3、CLK和RST,其中A0~A3和B0~B3代表兩路相互比較的數(shù),接撥碼開關(guān)，CLK接時(shí)鐘，RST接復(fù)位端；輸出信號(hào)有AEQB(A=B）、AGTB（A>B）、ALTB（A〈B），接發(fā)光二極管。轉(zhuǎn)變撥碼開關(guān)的狀態(tài),觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

4.實(shí)驗(yàn)記錄對(duì)比較器造表,得到其真值表，并分析其運(yùn)算結(jié)果的正確性。實(shí)驗(yàn)二編碼器

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)16—4優(yōu)先編碼器

2.實(shí)驗(yàn)原理常用的編碼器有：4—2編碼器、8—3編碼器、16—4編碼器，下面我們用一個(gè)8-3編碼器的設(shè)計(jì)來介紹編碼器的設(shè)計(jì)方法。8-3編碼器如圖2-1所示,其真值表如表2-1.圖2-18—3編碼器

表2—18-3優(yōu)先編碼器真值表輸入輸出EIN0N1N2N3N4N5N6N7NA2NA1NA0NGSNEON1XXXXXXXX11111011111111111100XXXXXXX0000010XXXXXX01001010XXXXX011010010XXXX0111011010XXX01111100010XX011111101010X01111111100100111111111101

整個(gè)編碼器的VHDL語言描述如下：LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL；ENTITYENCODEIS PORT(D: IN STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0)； EIN： IN STD_LOGIC； A0N,A1N，A2N,GSN,EON： OUTSTD_LOGIC）;ENDENCODE；ARCHITECTUREAOFENCODEISSIGNALQ： STD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0）;BEGINA0N<=Q（0）；A1N〈=Q（1）；A2N〈=Q(2); PROCESS（D） BEGIN IFEIN='1’THEN Q<=”111”； GSN<='1’;EON<=’1’； ELSIF D(0）=’0’ THEN Q〈=”111”； GSN<=’0’； EON〈=’1’; ELSIF D（1)=’0’ THEN Q〈="110”； GSN<=’0’； EON<=’1’; ELSIF D（2)='0’ THEN Q<=”101”； GSN<='0'； EON〈=’1’; ELSIF D(3）=’0' THEN Q<=”100”; GSN<=’0’； EON〈=’1'; ELSIF D(4）='0' THEN Q<=”011”； GSN〈=’0'; EON<=’1’; ELSIF D（5）=’0' THEN Q〈=”010”； GSN<=’0’; EON〈=’1'; ELSIF D(6）=’0’ THEN Q<="001”； GSN〈=’0'; EON〈='1’; ELSIF D(7）=’0' THEN Q<=”000"; GSN<=’0’； EON<=