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  • 组合逻辑电路实验
    2021-12-26 11:28:21

    实验目的与要求

    实验一:简单组合逻辑电路设计

    实验目的

    (1)了解复合逻辑门的逻辑功能;

    (2)熟悉译码器的工作原理和使用方法,熟悉数码管的工作原理及使用方法;

    (3)熟悉数据选择器的工作原理和使用方法,掌握数据选择器的逻辑功能和测试方法,掌握数据选择器的基本应用。

    (4)熟悉QuartusII软件或Vivado软件的使用,基于原理图进行组合逻辑电路的设计、仿真等。

    实验原理

    数据选择器也称多路开关,通过改变地址输入信号,可以在

    多个数据输入中选择一个传送到输出。74151是一种常见的8选1

    数据选择器,逻辑符号如图1-1所示,具有3位地址输入,8路

    数据输入,一个使能信号,以及一对互补的输出。

    实验内容

    包括:

    实验步骤:

    1. 将下图1-15的电路在QuartusII或Vivado软件中进行原理图输入、编译、仿真,并下载到开发板中验证其结果。

                       图1-15 实验测试电路

    1. 调用元件库中的三-8线译码器DEC38,验证其功能,在QuartusII或Vivado软件中画出其电路图,编译、仿真后下载到开发板中,硬件测试其结果。
    2. 使用门电路设计四选一的数字选择器,在QuartusII或Vivado软件中画出其电路图,编译、仿真后下载到开发板中,硬件测试其结果。

    关键设计原理图:

    仿真波形:

    实验结果分析:分析波形可知:ya=(ab)’

    Yb=(a+b)’

    Yc=a  b

    4、广义译码器原理图及仿真波形:

    总结与体会

             对这一次实验的学习总结、对实验的建议、实验体会,限制在80个字内

             这次实验让我了解了QuartusII软件的使用,初步掌握了画电路图,用软件进行波形仿真的能力,通过对波形的分析来验证自己设计的电路是否正确。

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  • 数字电路实验(03)中规模组合逻辑电路实验1:选择器及其应用 2020-5-12 一.实验要求 1.1.实验目的 1.认识数据选择器的意义和应用; 2.熟悉8选1数据选择器的功能及使用; 3.掌握基于数据选择器解决组合逻辑问题的...

    数字电路实验(03)中规模组合逻辑电路实验1:选择器及其应用

    2020-5-12

    一.实验要求

    1.1.实验目的

    1.认识数据选择器的意义和应用;
    2.熟悉8选1数据选择器的功能及使用;
    3.掌握基于数据选择器解决组合逻辑问题的方法和过程。

    1.2.实验器材

    1.74LS151
    2.直流电压源
    3.指示灯
    4.VCC
    5.Ground

    1.3.实验原理

    数据选择器是组合逻辑电路一种形式,它根据地址码要求,从多路输入信号中选择其中一路作为输出电路,其结构图如图1所示。

    D0Dm-1为m个数据源,A0An-1为n位地址码,数据输出由地址码控制,在结构上类似于一个多掷开关,等效图如图2所示。

    n与m之间关系为m=2n。其输出端表达式为:

    由上式可知其特点:式中包含地址变量的全部最小项是与或形式。而任何逻辑函数都由其最小项与或形式组成,因此用数据选择器可实现任何组合逻辑函数,若函数的变量为k,则相应的地址变量n与k的关系是n=k-1。

    1.4.设计要求

    基于8选1数据选择器74LS151设计实现函数F=A’B’C’+AC+A’BC。要求A连接A2,B连接A1,C连接A0 ,如图3所示。完成图3电路中的未完成的部分,并验证对函数F的实现的正确性。

    二.实验图

    三.实验报告

    3.1.设计流程

    1.公式变换

    按照要求将函数进行变换:
    F = A ′ B ′ C ′ + A C + A ′ B C = ( A 2 ′ A 1 ′ A 0 ′ ) D 0 + ( A 2 A 1 ′ A 0 ) D 5 + ( A 2 A 1 A 0 ) D 7 + ( A 2 ′ A 1 A 0 ) D 3 F=A'B'C'+AC+A'BC=(A2'A1'A0')D0+(A2A1'A0)D5+(A2A1A0)D7+(A2'A1A0)D3 F=ABC+AC+ABC=(A2A1A0)D0+(A2A1A0)D5+(A2A1A0)D7+(A2A1A0)D3

    2.电路设计

    将函数F前后对照可知,只要令数据选择器的输入满足:
    D 0 = D 3 = D 5 = D 7 = “ 1 ” , D 1 = D 2 = D 4 = D 6 = “ 0 ” D0=D3=D5=D7=“1”,D1=D2=D4=D6=“0” D0=D3=D5=D7=1D1=D2=D4=D6=0

    补充完整电路如图4所示。

    3. 实验验证

    将输出端连接指示灯;数据选择端A、B、C分别接入直流电压源;数据输入端逻辑“1”连接VCC,逻辑“0”接地。规定逻辑“1”电压值为“5V”,逻辑“0”电压值为“0V”。
    根据表1改变A、B、C的输入状态,运行实验,观察输入与输出之间的状态关系(规定指示灯“亮”为逻辑“1”,否则为逻辑“0”),记录相应的输出于表1中。

    输入 输出
    A B C F
    0 0 0
    0 0 1
    0 1 0
    0 1 1
    1 0 0
    1 0 1
    1 1 0
    1 1 1

    3.2.实验报告

    1.根据要求设计完整的实验电路并验证,补充完整表1;

    2.阐述由选择器实现组合逻辑函数的依据及一般过程。

    1.将组合逻辑函数按照数据选择器的输出格式进行变换,2.进行对照,确定各数据选择端、选通端及控制端的输入,3.根据要求搭建电路进行验证。

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  • 数字电路实验(02)小规模组合逻辑电路实验1:交通灯状态 2020-5-11 一.实验要求 1.1.实验目的 1.认识解决实际组合逻辑问题的一般方法和过程; 2.熟悉基本逻辑门的使用。 1.2.实验器材 1.2输入与门 2.3输入与门 3.4...

    数字电路实验(02)小规模组合逻辑电路实验1:交通灯状态

    2020-5-11

    一.实验要求

    1.1.实验目的

    1.认识解决实际组合逻辑问题的一般方法和过程;
    2.熟悉基本逻辑门的使用。

    1.2.实验器材

    1.2输入与门
    2.3输入与门
    3.4输入或门
    4.非门
    5.直流电压源
    6.Ground
    7.指示灯

    1.3.设计要求

    设计一个交通信号灯工作状态监视逻辑电路,要求:监视交通信号灯的每一组信号灯均由红、黄、绿三盏灯组成,正常工作情况下,任何时刻必须有一盏灯点亮,而且只允许有一盏灯点亮;而当出现其他五种点亮状态时,电路发生故障信号,以提醒维护人员前去修理。

    1.4.设计流程

    1.对交通信号灯监视电路进行逻辑抽象

    取红、黄、绿三盏灯的状态为输入变量,分别用R、A、G表示,并规定灯亮时为1,不亮时为0。取故障信号的输出变量,以Y表示,并规定正常工作状态下Y为0,发生故障时Y为1,其真值表如表1所示。

    表1 监视交通信号灯工作状态真值表

    RAGY
    0001
    0010
    0100
    0111
    1000
    1011
    1101
    1111

    2.确定逻辑表达式

    根据监视交通灯真值表写出其逻辑表达式,即:
    Y = R ′ A ′ G ′ + R ′ A G + R A ′ G + R A G ′ + R A G Y=R'A'G'+R'AG+RA'G+RAG'+RAG Y=RAG+RAG+RAG+RAG+RAG

    3.逻辑表达式化简

    将上式化简后得到
    Y = R ′ A ′ G ′ + R A + A G Y=R'A'G'+RA+AG Y=RAG+RA+AG

    4.确定逻辑电路图

    根据化简后的表达式,采用“与门-或门”的方式得到交通灯工作状态监视逻辑电路图,如图1所示

    二.实验图

    一定要接地!

    三.实验报告内容

    3.1.实验步骤

    利用基本的与门、或门和非门实现监视交通信号灯工作状态的逻辑电路,具体实验电路步骤如下所示:
    1.按照图1搭建实验电路。
    规定:输入:逻辑“0”与电压值“0V”对应,逻辑“1”与电压值“5V”对应;
    输出:指示灯“亮”与逻辑“1”对应,指示灯“灭”与逻辑“0”对应;
    2.根据表2中R、A、G的逻辑值改变相应直流电压源的电压值,运行实验,观察输入端和输出之间的状态关系,记录相应的输出于表2中。
    表2 监视交通信号灯工作状态测试结果

    3.2.实验报告

    1.简述交通信号灯监视电路设计流程,补充完整表2;
    逻辑抽象–表达式确定–表达式化简–电路实现

    2.采用与非-与非表达式设计交通信号灯监视电路(提示:将与或表达式两次求反得到与非-与非表达式)。
    根据交通信号灯工作状态真值表,可得到:
    Y=(( R’A’G’+RA +RG +AG)’)’=(( R’A’G’)’·(RA)’·(RG)’·(AG)’)’,因此采用与非-与非方式

    展开全文
  • 如题。数字电子技术课程组合逻辑电路设计实验中完成作业所需的模版。
  • 实验组合逻辑电路设计.doc
  • 数字电路实验组合逻辑电路的设计预实验报告

    万次阅读 多人点赞 2021-07-13 14:52:31
    数字电路实验组合逻辑电路的设计 ---用与非门74LS00,74LS20设计制作一个三人表决电路 (验证性实验) 预习要求: 1.查资料画出74ls00和74ls20芯片引脚图排列图,画出逻辑符号,掌握逻辑功能。 2....

    数字电路实验一 组合逻辑电路的设计

                                    ---用与非门74LS00,74LS20设计制作一个三人表决电路 (验证性实验)

    预习要求:

    1.查资料画出74ls00和74ls20芯片引脚图排列图,画出逻辑符号,掌握逻辑功能。

    2.组合逻辑设计的一般步骤?用74LS00和74LS20设计制作一个三人表决电路(即3个人中有2人及以上同意就通过)。请:a 写出真值表 b 化简 c 得出最简逻辑式,d 画出逻辑图。

    思考:(也写进预习报告中)

    3. 怎样用芯片实现这个电路呢?(可在逻辑图上标出芯片引脚号)

    4. 如何用最简方法验证74LS20与非门的逻辑功能是否完好?

    5.  在“与非”门中,当某一组与端不用时,应作如何处理?

    6. 如何用与非门改装成一个非门?(如果画图表达更清楚就画出图)

    预实验报告:

    一.查资料画出74ls00和74ls20芯片引脚图排列图,画出逻辑符号,掌握逻辑功能。

    74LS00:

                    图1-1 74LS00引脚图

                    图1-2 74LS00逻辑符号

    逻辑功能:74LS00实现的是Y=(AB)'的功能,与非门。

     74LS20:

    74ls20æä¹ç¨ï¼74ls20å¼èå¾_åé¨é»è¾ç»æååºç¨çµè·¯ï¼

    图1-3 74LS20引脚图

     图1-4 74LS20逻辑符号

     逻辑功能:74LS00实现的是Y=(ABCD)'的功能,与非门。

    二.组合逻辑设计的一般步骤?用74LS00和74LS20设计制作一个三人表决电路(即3个人中有2人及以上同意就通过)。请:a 写出真值表 b 化简 c 得出最简逻辑式,d 画出逻辑图。

     组合逻辑设计的一般步骤:

    1).由实际逻辑问题列出真值表;

    2).由真值表写出逻辑表达式;

    3).化简、变换输出逻辑表达式;

    4).画出逻辑图。

    用74LS00和74LS20设计制作一个三人表决电路:

    1.设A,B,C为三人变量,同意时表示1,不同意时表示0,Y为结果,1表示通过,0表示不通过。列出真值表:

     2.化简:

    3.画出逻辑图:

     三.怎样用芯片实现这个电路呢?

     四.如何用最简方法验证74LS20与非门的逻辑功能是否完好?

              将其中一个输入端接高电平,另一个输入端接高电平时,输出低电平;接低电平时,输出高电平。

     五.在“与非”门中,当某一组与端不用时,应作如何处理?

              不用的一端接高电平。

    六.如何用与非门改装成非门。

              将与非门的一个脚恒接高,这样另一个脚为高时,输出为低电平;为低时,输出为高电平。

     

     

    最后: 

     写这个的初衷是因为我但是做数电实验课时,老师布置了预习作业,但我不会做。于是把他记录下来,让大家少走些弯路。但希望学弟学妹可以认真明白里面的含义,尤其是芯片接法的地方,为什么要这么接。原理在这篇博客已经写的很清楚了,希望大家可以看完以后认真思考。才能在实验课上不至于手慢脚乱,不知道怎么办。

    展开全文
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