哈工大数字逻辑电路与系统实验报告Word下载.docx

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实验一组合逻辑电路的设计与仿真

2.1实验要求

本实验练习在MaxplusII环境下组合逻辑电路的设计与仿真，共包括5个子实验，要求如下：

节序

实验内容

要求

2.2

三人表决电路实验

必做

2.3

译码器实验

2.4

数据选择器实验

2.5

‘101’序列检测电路实验

2.6

‘1’的个数计算电路实验

选做

2.2三人表决电路实验

2.2.1实验目的

1.熟悉MAXPLUSII原理图设计、波形仿真流程

2.练习用门电路实现给定的组合逻辑函数

2.2.2实验预习要求

1.预习教材《第四章组合逻辑电路》

2.了解本次实验的目的、电路设计要求

2.2.3实验原理

设计三人表决电路，其原理为：

三个人对某个提案进行表决，当多数人同意

时，则提案通过，否则提案不通过。

输入：

A、B、C，为’1’时表示同意，为’0’时表示不同意；

输出：

F，为’0’时表示提案通过，为’1’时表示提案不通过；

电路的真值表如下：

要求使用基本的与门、或门、非门在MAXPLUSII环境下完成电路的设计与波形仿真。

2.2.4实验步骤

1.打开MAXPLUSII,新建一个原理图文件，命名为EXP2_2.gdf。

2.按照实验要求设计电路，将电路原理图填入下表。

三人表决电路原理图

3.新建一个波形仿真文件，命名为EXP2_2.scf，加入所有输入输出信号，并绘制输入信号A、B、C的波形（真值表中的每种输入情况均需出现）。

4.运行仿真器得到输出信号F的波形，将完整的仿真波形图（包括全部输入输出信号）附于下表。

三人表决电路仿真波形图

2.3译码器实验

2.3.1实验目的

熟悉用译码器设计组合逻辑电路，并练习将多个低位数译码器扩展为一个高

位数译码器。

2.3.2实验预习要求

1.预习教材《4-2-2译码器》一节

2.3.3实验原理

译码器是数字电路中的一种多输入多输出的组合逻辑电路，负责将二进制码或BCD码变换成按十进制数排序的输出信息，以驱动对应装置产生合理的逻辑动作。

商品的译码器品种较多，有2-4线、3-8线、4-10线及4-16线等。

本实验练习对双2-4线译码器74LS139的扩展，并用其实现特定的组合逻辑。

74LS139包含两个2-4线译码器，其输入输出如下：

要求使用两片74LS139实现逻辑函数F（A,B,C,D）=Σm（2,7,13,15），在

MAXPLUSII环境下完成电路的设计与波形仿真。

2.3.4实验步骤

1.打开MAXPLUSII,新建一个原理图文件，命名为EXP2_3.gdf。

译码器实现逻辑函数原理图

3.新建一个波形仿真文件，命名为EXP2_3.scf，加入所有输入输出信号，并绘制输入信号A、B、C、D的波形（每种输入情况均需出现）。

译码器实现逻辑函数仿真波形图

2.4数据选择器实验

2.4.1实验目的

熟悉用数据选择器设计组合逻辑电路，并练习将多个低位数数据选择器扩展

为一个高位数数据选择器。

2.4.2实验预习要求

1.预习教材《4-3-1数据选择器》一节

2.4.3实验原理

数据选择器是一种能从多路平行输入数据中，选择1路作为输出信号的电路，是又一类重要的组合功能电路。

本实验练习对双2-4线译码器74LS153的扩展，并用其实现特定的组合逻辑。

74LS153包含两个2-4线译码器，其输入输出如下：

要求使用两片74LS153实现逻辑函数F（A,B,C,D）=Σm（2,7,13,15），在

2.4.4实验步骤

1.打开MAXPLUSII,新建一个原理图文件，命名为EXP2_4.gdf。

数据选择器实现逻辑函数原理图

3.新建一个波形仿真文件，命名为EXP2_4.scf，加入所有输入输出信号，并绘制输入信号A、B、C、D的波形（每种输入情况均需出现）。

数据选择器实现逻辑函数仿真波形图

2.5‘101’序列检测电路实验

2.5.1实验目的

练习灵活运用中规模集成功能组件及基本逻辑门实现功能较复杂的组合逻

辑电路。

2.5.2实验预习要求

1.预习教材《4-6组合电路的设计》一节

2.5.3实验原理

设计一个组合逻辑电路，其输入为六位二进制数X5,X4,X3,X2,X1,X0，输

出为三位二进制数Y2,Y1,Y0.

电路的功能为：

在六位输入数据中寻找连续三个比特为’101’的串，输出首个’101’出现的位置（最低位’1’所在的序号）；

若输入序列中不包含’101’，则输出

端全部置1。

例如：

输入为001010时，’101’出现在X3,X2,X1的位置，故输出为001（X1的序号）；

输入为101010时，首个’101’出现在X5,X4,X3的位置，故输出为011（X3的序号）；

输入为100110时，不包含’101’，此时输出111。

可选用编码器（74LS148）、译码器（74LS139）、数据选择器（74LS153）配合适当

的门电路完成设计。

2.5.4实验步骤

1.打开MAXPLUSII,新建一个原理图文件，命名为EXP2_5.gdf。

‘101’序列检测电路原理图

3.新建一个波形仿真文件，命名为EXP2_5.scf，加入所有输入输出信号，并绘制输入信号X0-X5的波形（至少包含001010,101010,100110三种情况）。

4.运行仿真器得到输出信号Y2,Y1,Y0的波形，将完整的仿真波形图（包括全部输入输出信号）附于下表。

‘101’序列检测电路仿真波形图

总结与体会

在实验具体操作的过程中，对理论知识也有了更近一步的理解，真正达到了理论指导实践，实践检验理论的目的。

实验操作中应特别注意的几点：

（1）刚开始创建工程时选择的目标芯片一定要与实验板上的芯片相对应。

（2）连接电路时要注意保证线与端口连接好，并且注意不要画到器件图形符号的虚线框里面。

（3）一些具体的原件可以在软件中直接输入得到，如74139等。

（4）仿真时，注意F为output，否则不能得到正确的仿真结果。

心得体会：

刚接触使用一个新的软件，实验前一定要做好预习工作，在具体的实验操作过程中一定要细心，否则会好耗费了很多时间。

实验中遇到的各种大小问题基在老师的指导下相应排查解决的，这对于自己解决问题的能力也是一个极大地提高和锻炼，总之这次实验我获益匪浅。