組合邏輯電路設計實驗報告-廣工自動化

廣東工業(yè)大學自動化學院自動化13級2班姓名：xxx學號：3113000xxx實驗日期：2015年5月18日實驗地點：實二212可編程邏輯器件FPGA實驗一組合邏輯電路設計實驗報告一．實驗目的掌握譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器等中規(guī)模數(shù)字集成器件的邏輯功能及使用方法熟悉組合邏輯電路的設計方法了解數(shù)字可編程器件的應用設計學會QUARTUS軟件的基本使用方法二．實驗器材1、軟件：QUARTUSII2、硬件：DE-2實驗板，PC機三．實驗原理1.3-8譯碼器原理：輸入3位二進制代碼表示的信息轉(zhuǎn)換為8條數(shù)據(jù)線來表示的一種形式，用該信息表示的獨立性和唯一性對功能電路作出恰當?shù)倪x擇，對應一條輸出線上的高、低電平信號。2.八選一MUX原理：通過地址輸入端對數(shù)據(jù)輸入端的組合形式（最小項）進行選擇，選出一個數(shù)據(jù)到達數(shù)據(jù)輸出端。四．實驗內(nèi)容用74138設計一個用三個開關控制一個電燈的邏輯電路。要求改變?nèi)魏我粋€開關的狀態(tài)都能控制電燈由亮變滅或由滅變亮。步驟：1.組合電路的設計：以A、B、C表示三個雙位開關，并用0和1分別表示開關的兩個狀態(tài)。以Y表示燈的狀態(tài)，用1表示亮，用0表示滅。設ABC=000時Y=0，從這個狀態(tài)開始，單獨改變?nèi)魏我粋€開關的狀態(tài)Y的狀態(tài)都變化。列出Y與A、B、C之間邏輯關系的真值表如下：ABCY00000011010101101001101011001111從真值表寫出邏輯式：Y=A’B’C+A’BC’+AB’C’+ABC=m(1,2,4,7)。（2）原理圖（3）功能仿真波形（4）時序仿真波形用八選一MUX設計一個函數(shù)發(fā)生器電路，功能如下圖示：S1S0Y00011011+由功能表寫出邏輯式Y(jié)=S1’S0’AB+S1’S0A’B+S1’S0AB’+S1S0’(A’B’+AB)+S1S0(A’+B’)將要求產(chǎn)生的函數(shù)式化為與數(shù)據(jù)選擇器輸出函數(shù)式完全對應的形式，得到74HC151的輸入為A2=S0，A1=B，A0=A，D0=D7=S1，D1=D2=D4=0，D3=D5=D6=1。原理圖功能仿真波形時序仿真波形五．實驗總結(jié)實驗故障及解決方法在設計過程中，工程的名字使用了芯片的名字，在編譯過程中出現(xiàn)錯誤，無法進行仿真，通過修改工程的名字消除了這個錯誤；不能正常加載在DE-Ⅱ板上，PC機無法連接到實驗板，通過更換實驗板，成功加載程序。實驗體會該實驗的設計過程及仿真過程不是很難，較為順利的完成原理圖，在這過程中也對quartus這個軟件有了一定程度的了解。在將設計的電路加載到實驗板時，遇到一些障礙，因為對實驗板不熟悉及實驗板的問題，沒辦法正常加載程序，最后更換實驗板后得到清晰的實驗結(jié)果。六．思考題如何用MUX實現(xiàn)燈控電路？答:將A、B、C三個開關分別接到芯片的公共地址輸入端A、B、C，將8個對應的Y值接到8個數(shù)據(jù)輸入端，從而實現(xiàn)用MUX實現(xiàn)燈控電路。如何用四選一MUX實現(xiàn)函數(shù)發(fā)生器？答：可以使用兩片帶附加控制端的四選一MUX組成一片八選一MUX，因為四選一MUX只有兩個地址輸入端，A、B分別接到地址輸入端A、B，S0需要接到第一片控制端S’，通過非門接到第二片的控制端，