完整版基于QuartusII的数字电路仿真实验报告手册2.docx

1、完整版基于QuartusII的数字电路仿真实验报告手册2数字电路仿真实验报告班级 通信二班 姓名： 孔晓悦 学号： 10082207 作业完成后,以班级为单位,班长或课代表收集齐电子版实验报告,统一提交.文件命名规则如“通1_王五_学号”一、实验目的 1. 熟悉译码器、数据选择器、计数器等中规模数字集成电路（MSI）的逻辑功能及其使用方法。 2. 掌握用中规模继承电路构成逻辑电路的设计方法。 3. 了解EDA软件平台Quartus II的使用方法及主要功能。二、预习要求 1. 复习数据选择器、译码器、计数器等数字集成器件的工作原理。 2. 熟悉所有器件74LS153、74LS138、74LS1

2、61的功能及外引线排列。3 完成本实验规定的逻辑电路设计项目，并画出接线图，列出有关的真值表。三、实验基本原理1 译码器译码器的逻辑功能是将每个输入的二进制代码译成对应的高、低电平信号。译码器按功能可分为两大类，即通用译码器和显示译码器。通用译码器又包括变量译码器和代码变换译码器。变量译码器是一种完全译码器，它将一系列输入代码转换成预知一一对应的有效信号。这种译码器可称为唯一地址译码器。如3线8线、4线16线译码器等。显示译码器用来将数字或文字、符号的代码译成相应的数字、文字、符号的电路。如BCD-七段显示译码器等。2 数据选择器数据选择器也陈伟多路选择器或多路开关，其基本功能是：在选择输入（

3、又称地址输入）信号的控制下，从多路输入数据中选择某一路数据作为输出。因此，数据选择器实现的是时分多路输入电路中发送端电子开关的功能，故又称为复用器。一般数据选择器有n个地址输入端，2n个数据输入端，一个数据输出端或反码数据输出端，同时还有选通端。目前常用的数据选择器有2选1、4选1、8选1、16选1等多种类型。3 计数器计数器是一个庸医实现技术功能的时序部件，它不仅可以用来对脉冲计数，还常用作数字系统的定时、分频、执行数字运算以及其他一些特定的逻辑功能。74LS161是4位同步二进制计数器，它除了具有二进制加法计数功能外，还具有预置数、保质和异步置零等附加功能。四、实验内容（一）密码锁1 设计

4、要求：保密锁上有三个键钮A、B、C。要求当三个键钮同时按下，或A、B两个同时按下，或A、B中任一个单独按下时，所就能被打开（用F表示开锁信号）；而当有键按下却不符合上列组合状态时，将发出报警信号（用G表示报警信号）。2 试用数据选择器74LS153或译码器74LS138及与非门电路设计此保密锁逻辑电路。3 用学习机上的逻辑开关的1、0分别表示键钮的按下和松开状态；开锁和报警信号用发光二极管表示。1 74LS153输出逻辑式3设计 设计过程和结果（后面继续添加）（二）任意进制计数器设计要求：用中规模集成计数器（74LS290或74LS161）设计一个二十四进制计数器，并与译码、显示电路连接起来。

5、（显示译码器使用7446）设计过程：1 计数器使用74LS161，显示译码器使用7446。74LS161十六进制计数器功能表CLKCLRNLDNENPENT工作状态0置零10预置数1101保持110保持(C=0)1111计数BINRBINLTNRBON工作状态01灭灯101灭零0测灯1110输出灭零111正常显示7446显示译码器功能表设计过程和结果（后面继续添加）（三）二进制全减器电路设计要求：用74LS138和门电路设计1位二进制全减器电路。输入为被减数、减数和来自地位的结尾，输出为两数之差和向高位的借位信号。1 了解74LS138逻辑功能输 入输 出S1S2+S3A2A1A0Y0Y1Y2

6、Y3Y4Y5Y6Y701111111111111111110000011111111000110111111100101101111110011111011111010011110111101011111101110110111111011011111111110设计过程和结果（后面继续添加）五、实验要求1、写出实验的过程，给出真值表，连接电路截图和仿真结果截图2、设计过程在，每个分实验的后面给定的“设计过程”后面添加。附录：一、QuartusII仿真环境使用指南1.1基本门电路仿真例：设计一个监视交通信号灯状态的逻辑电路。参考教材相关内容。分析后得到，逻辑电路的逻辑函数形式 ，逻辑图如下。根

7、据得到的逻辑图，在QuartusII中进行仿真。（一）、打开QuartusII仿真环境。 启动QuartusII软件，启动后操作界面如下图-0003。图-0003 QuartusII操作界面（二）、建立工程。首先，菜单“File”New Project Wizard”,打开工程向导。 点击“Next”，设定工程目录，制定工程名和顶层文件名。然后下一步。 然后按照图片上的提示，选择器件。完成工程的建立和基本配置。（三）、新建原理图文件。菜单“File”New”选择“Design Files”下面的“Block Diagram/Schematic File”如下图。 ，然后 可在如下图所示的对话框

8、中选择相应的逻辑元件，添加到系统中。对元件进行连接，最后得到连接完成的电路，进行编译。如下编译成功后，建立测试文件。（四）、建立测试文件。如下图，选择向量波形文件。添加测试信号量，如下图所示，点击“Node Finder.”,则配置如下然后，ok-ok，则出现如下界面。设定输入的值。修改“End Time”和“Grid size”分别为10ns和1us。并设定输入的值。 保存设定的向量文件。然后进行编译。（五）进行仿真，根据输入的设定，观测输出“Processing”simulator tools”,打开仿真操作窗口。 保存结果，一切end(六)练习根据上面给定的设计步骤,完成下面的练习,巩固基于QuartusII原理图的设计仿真流程.1.与非门设计一个数值判断器。逻辑功能描述如下：给定任意一个4位二进制数x，判断数值x小于等于6，还是在6和12之间，或者大于等于13。