實(shí)驗(yàn)一 組合邏輯電路及實(shí)驗(yàn)一：網(wǎng)線的制作實(shí)驗(yàn)報(bào)告

東南大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)與邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)第一次實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱：組合邏輯電路院（系）： 專業(yè)：姓名： 學(xué)號(hào)：實(shí)驗(yàn)室:實(shí)驗(yàn)組別：同組人員：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：20**年10月29日評(píng)定成績(jī)：審閱教師：實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼J(rèn)識(shí)數(shù)字集成電路，能識(shí)別各種類型的數(shù)字器件和封裝掌握小規(guī)模組合邏輯和邏輯函數(shù)的工程設(shè)計(jì)方法掌握常用中規(guī)模組合邏輯器件的功能和使用方法學(xué)習(xí)查找器件資料，通過(guò)器件手冊(cè)了解器件了解面包板的基本結(jié)構(gòu)、掌握面包板連接電路的基本方法和要求了解實(shí)驗(yàn)箱的基本結(jié)構(gòu)，掌握實(shí)驗(yàn)箱電源、邏輯開(kāi)關(guān)和LED點(diǎn)平指示的用法學(xué)習(xí)基本的數(shù)字電路的故障檢查和排除方法學(xué)Mulitisim邏輯化簡(jiǎn)操作和使用方法學(xué)習(xí)ISE軟件操作和使用方法實(shí)驗(yàn)原理組合邏輯電路：組合邏輯電路又稱為門網(wǎng)絡(luò)，它由若干門電路級(jí)聯(lián)（無(wú)反饋）而成，其特點(diǎn)是（忽略門電路的延時(shí)）:電路某一時(shí)刻的輸出僅由當(dāng)時(shí)的輸入變量取值的組合決定，而與過(guò)去的輸入取值無(wú)關(guān)。其一般手工設(shè)計(jì)的過(guò)程為：分析其邏輯功能列出真值表寫出邏輯表達(dá)式，并進(jìn)行化簡(jiǎn)畫出電路的邏輯圖使用的器件：1）74HC00（四2輸入與非門）：芯片內(nèi)部有四個(gè)二輸入一輸出的與非門。2）74HC20（雙4輸入與非門）：芯片內(nèi)部有兩個(gè)四輸入一輸出的與非門。注意，四輸入不能有輸入端懸空。3）74HC04（六反相器）：芯片內(nèi)部有六個(gè)非門，可以將輸入信號(hào)反相。當(dāng)然，也可以通過(guò)2輸入與非門來(lái)實(shí)現(xiàn)，方法是將其一個(gè)輸入端信號(hào)加高電平。4）74HC151（數(shù)據(jù)選擇器）：其功能猶如一個(gè)受編碼控制的單刀多擲開(kāi)關(guān)，可用在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，選擇所需的信號(hào)。它有8個(gè)與門，各受信號(hào)A2、A1、A0的一組組合控制，再將這8個(gè)與門的輸出端經(jīng)一個(gè)或門輸出，是一個(gè)與—或電路。5）74HC138（3線-8線譯碼器）：其有三個(gè)使能端E1、E2、E3，可將地址段（A0、A1、A2）的二進(jìn)制編碼在Y0至Y7對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容必做實(shí)驗(yàn)：數(shù)值判別電路設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，它接收一位8421BCD碼B3B2B1B0，僅當(dāng)2<B3B2B1B0<7時(shí)輸出Y才為1（第6周實(shí)驗(yàn)課內(nèi)指導(dǎo)教師驗(yàn)收）設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，它接收4位2進(jìn)制數(shù)B3B2B1B0，僅當(dāng)2<B3B2B1B0<7時(shí)輸出Y才為1答：真值表：a.B3B2B1B0Y00000000100010000111010010101101101011101000010010b.B3B2B1B0Y00000000100010000111010010101101101011101000010010101001011011000110101110011110函數(shù)表達(dá)式：a.Y=b.Y=電路原理圖：a.b.靜態(tài)驗(yàn)證：a．b．?dāng)?shù)據(jù)分析：a.B3B2B1B0Ya測(cè)試結(jié)果00000暗00010暗00100暗00111亮01001亮01011亮01101亮01110暗10000暗10010暗b.B3B2B1B0Y測(cè)試結(jié)果00000暗00010暗00100暗00111亮01001亮01011亮01101亮01110暗10000暗10010暗10100暗10110暗11000暗11010暗11100暗11110暗人類有四種血型：A、B、AB和O型。輸血時(shí)，輸血者與受血者必須符合下圖的規(guī)定，否則有生命危險(xiǎn)，利用數(shù)據(jù)選擇器和最少數(shù)量的與非門，完成血型配對(duì)任務(wù)。（設(shè)計(jì)方案可參看數(shù)字邏輯電路實(shí)踐教材Page86）答：真值表：輸血者受血者G1G0血型R1R0血型00O型00O型01A型01A型10B型10B型11AB型11AB型G1G0R1R0S00001000110010100111010000101101100011111000010010101011011111000110101110011111函數(shù)表達(dá)式：降維得：電路原理圖：靜態(tài)驗(yàn)證：數(shù)據(jù)分析：G1G0R1R0S測(cè)試結(jié)果00001亮00011亮00101亮00111亮01000暗01011亮01100暗01111亮10000暗10010暗10101亮10111亮11000暗11010暗11100暗11111亮控制發(fā)電機(jī)組的供電控制電路的設(shè)計(jì)設(shè)有三臺(tái)用電設(shè)備A、B、C和兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組X、Y。X機(jī)組功率為10kW，Y機(jī)組功率為20kW。用電設(shè)備A用電量為15kW，設(shè)備B用電量為10kW，設(shè)備C用電量為5kW，三臺(tái)用電設(shè)備有時(shí)同時(shí)工作，有時(shí)只有其中部分設(shè)備工作，甚至均不工作。試設(shè)計(jì)一個(gè)供電控制電路控制發(fā)電機(jī)組，以達(dá)到節(jié)電的目的。答：真值表：ABCXY00000001100101001101100011010111011111111.表示運(yùn)行0表示不運(yùn)行函數(shù)表達(dá)式：X=Y=A+BC=m3+m4+m5+m6+m7電路原理圖：靜態(tài)驗(yàn)證：數(shù)據(jù)分析：ABCXY測(cè)試結(jié)果00000都不運(yùn)行00110只X運(yùn)行01010只X運(yùn)行01101只Y運(yùn)行10001只Y運(yùn)行10101只Y運(yùn)行11011都運(yùn)行11111都運(yùn)行設(shè)計(jì)一個(gè)保險(xiǎn)箱的數(shù)字密碼鎖，該鎖有4位密碼輸入端（A0，A1，A2，A3）和一個(gè)開(kāi)箱鑰匙信號(hào)輸入端（E）。當(dāng)用鑰匙開(kāi)箱時(shí)（E=1），如果輸入密碼=“1011”，保險(xiǎn)箱被打開(kāi)（Z1=1）；如果不符，電路將發(fā)生報(bào)警信號(hào)（Z2=1）。要求使用最少數(shù)量的與非門實(shí)現(xiàn)電路，檢測(cè)并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。答：真值表：EA0A1A2A3Z1Z20xxxx0010000011000101100100110011011010001101010110110011011101110000111001011101001110111011100011110101111100111111011表示使用0表示不使用函數(shù)表達(dá)式：Z1=E Z2=電路原理圖：靜態(tài)驗(yàn)證：數(shù)據(jù)分析：EA0A1A2A3Z1Z2測(cè)試結(jié)果0xxxx01警報(bào)1000001警報(bào)1000101警報(bào)1001001警報(bào)1001101警報(bào)1010001警報(bào)1010101警報(bào)1011001警報(bào)1011101警報(bào)1100001警報(bào)1100101警報(bào)1101001警報(bào)1101110開(kāi)啟1110001警報(bào)1110101警報(bào)1111001警報(bào)1111101警報(bào)四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)在這次的實(shí)驗(yàn)中，我開(kāi)始真正接觸電類專業(yè)的一些相關(guān)知識(shí)，并且親自動(dòng)手搭一些電路，也使得我在計(jì)邏課上學(xué)到的一些數(shù)電的基礎(chǔ)理論知識(shí)能夠應(yīng)用到實(shí)踐中來(lái)，兩者相互結(jié)合使得我對(duì)這部分的知識(shí)有了更深的理解。并且這門實(shí)驗(yàn)課也極大地培養(yǎng)了我的動(dòng)手能力，比如如何在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前進(jìn)行線路的布線，怎么布線比較美觀，方便，為之后的查錯(cuò)提供便利。老師也交給了我們?cè)谶@門實(shí)驗(yàn)中遇到錯(cuò)誤怎么來(lái)自己動(dòng)手檢查出來(lái)，如將實(shí)驗(yàn)箱中電壓表的接地端接到電源的接地端上，另一端就可以直接來(lái)測(cè)量電路中各個(gè)地方的電壓來(lái)檢查是否與自己設(shè)計(jì)的相同。這查錯(cuò)方法是非常重要的，為之后更復(fù)雜的電路的搭建奠定了基礎(chǔ)。這次實(shí)驗(yàn)中我主要遇到了兩個(gè)問(wèn)題：我在做實(shí)驗(yàn)一中的b時(shí)，接通電源后，六反相器燒掉了。我檢查的方法是用萬(wàn)用表的測(cè)量是否接通的功能來(lái)測(cè)量各個(gè)芯片的Vcc與GND端之間是否短路。在測(cè)量六反相器的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)是因?yàn)榱聪嗥鲀?nèi)部短路導(dǎo)致電路的出錯(cuò)。于是換了一個(gè)新的六反相器之后問(wèn)題解決了。另一個(gè)錯(cuò)誤是我在其中幾個(gè)實(shí)驗(yàn)都遇到過(guò)得問(wèn)題，就是大多數(shù)驗(yàn)證都對(duì)，但是其中少數(shù)幾個(gè)的結(jié)果總是錯(cuò)誤的，解決的方法是用電壓表測(cè)量各個(gè)模塊的輸出是否都正確，找到錯(cuò)誤的模塊后，再自習(xí)觀察自己的線有沒(méi)有連接錯(cuò)，我的其中一個(gè)就是因?yàn)榫€連錯(cuò)導(dǎo)致結(jié)果出錯(cuò)。實(shí)驗(yàn)一：雙絞線的制作及小型局域網(wǎng)搭建實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜こＲ?jiàn)的兩種網(wǎng)線類型T568A和T568B的線序熟練掌握兩種類型的網(wǎng)線制作的制作方法掌握剝線/壓線鉗和普通網(wǎng)線測(cè)試儀的正確使用方法了解雙絞線和水晶頭的組成結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)要求熟練背出568A和568B網(wǎng)線的線序真確使用剝線/壓線鉗和網(wǎng)線測(cè)試儀做出網(wǎng)線并測(cè)試其連通性實(shí)驗(yàn)用到的設(shè)備、儀器實(shí)驗(yàn)用到的設(shè)備儀器有：5類雙絞線一根、RJ-45水晶頭若干個(gè)、剝線/壓線鉗一個(gè)、網(wǎng)線測(cè)線儀一臺(tái)。實(shí)驗(yàn)用到的原理知識(shí)以及技術(shù)雙絞線（twistedpair）是由兩條相互絕緣的導(dǎo)線按照一定的規(guī)格互相纏繞（一般以順時(shí)針纏繞）在一起而制成的一種通用配線，屬于信息通信網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)。雙絞線分為屏蔽雙絞線（shieldedTwistedPair，STP）和非屏蔽雙絞線（UnshieldedTwistedPair，UTP）。T568B網(wǎng)線的標(biāo)準(zhǔn)：橙白--1，橙--2，綠白--3，藍(lán)--4，藍(lán)白--5，綠--6，棕白--7，棕—8T568A網(wǎng)線的標(biāo)準(zhǔn)：綠白--1，綠--2，橙白--3，藍(lán)--4，藍(lán)白--5，橙--6，棕白--7，棕—8實(shí)驗(yàn)步驟（1）選線選取一根長(zhǎng)約0.6米的5類雙絞線（2）剝線利用雙絞線剝線/壓線鉗（也可以使用專用的剝線鉗、剝線器及其他工具）將雙絞線的外皮剝?nèi)?-3厘米。如下圖所示：（3）排線按照EIA/TIA-568A或EIA/TIA-568B標(biāo)準(zhǔn)將各個(gè)線排好（4）剪線左手握緊排好的線然后右手用剝線/壓線鉗將線盡量剪齊一點(diǎn)，線留在外面的距離不宜過(guò)長(zhǎng)，一般在1.2厘米到1.4厘米之間，這樣有利于打線。（5）插線把剪齊后的線弄整齊然后插入水晶頭的后端（6）壓線將水晶頭放入剝線/壓線鉗與水晶頭相對(duì)那個(gè)口中擠壓（7）做另一個(gè)頭重復(fù)以上5個(gè)步驟做好網(wǎng)線的另一頭（8）測(cè)試網(wǎng)線的連通性將做好的網(wǎng)線的插入測(cè)線儀，打開(kāi)開(kāi)關(guān)如果兩邊8個(gè)指示燈都是同步亮的，則說(shuō)明連通性良好，網(wǎng)線做成功了；如果那個(gè)等不亮則說(shuō)明那根線出錯(cuò)了。實(shí)驗(yàn)故障分析與排除用測(cè)線儀測(cè)試過(guò)后發(fā)現(xiàn)指示燈不全亮則可能出現(xiàn)的問(wèn)題是：=1\*GB3①線序錯(cuò)了=2\*GB3②可能是線