数字电路与逻辑设计实验
数字逻辑综合设计实验报告
数字逻辑综合设计实验报告本次数字逻辑综合设计实验旨在通过集成数字电路设计的各项技能，实现课程中所学的数字逻辑电路的设计和应用。
本文将从实验流程、实验过程和实验结果三个方面进行详细阐述。
一、实验流程1.确定实验内容和目的。
2.设计电路，包括逻辑门、时序电路和其他数字电路。
3.将电路图转化为器件链路图。
4.验证器件是否可以直接连接，确定器件安装方式。
5.安装器件，焊接电路板。
6.进行测试和调试，确认电路是否可以正常工作。
7.完成实验报告并提交。
二、实验过程1.确定实验内容和目的本次实验的内容是建立一个多功能的数字电路，实现数字电路的常见功能，包括计数器、时序控制器等。
本次实验的目的是通过对数字电路设计的综合应用，提高学生对数字电路设计的实践能力。
2.设计电路在确定实验内容和目的之后，我们需要对电路进行设计。
为了实现功能的复杂性，我们设计了一个包含多个逻辑门、计数器和其他数字电路的复杂电路。
3.将电路图转化为器件链路图在完成电路设计后，我们需要将电路图转化为器件链路图。
我们需要根据电路设计中使用的器件类型和数量来确定器件链路图。
在转化过程中，我们需要考虑器件之间的连接方式、信号传输、电源连接等因素。
4.验证器件是否可以直接连接，确定器件安装方式对于电路板的安装和器件之间的连接问题，我们需要进行仔细的测试和验证。
只有当所有器件都可以无误地连接到电路板上并正常工作时，我们才能确定最佳的器件安装方式。
5.安装器件，焊接电路板完成以上所有的测试和验证后，我们可以开始完成电路板的安装。
在安装过程中，我们需要仔细按照器件链路图和设计图来进行布线和连接。
最后，我们需要进行焊接，确保连接性能和电路板的可靠性。
6.进行测试和调试，确认电路是否可以正常工作完成器件安装和焊接后，我们需要进行测试和调试。
我们需要检查每个部分的性能和功能，以确保电路可以正常工作。
如果我们发现任何错误或问题，我们需要进行进一步的调试和修复。
7.完成实验报告并提交。
数字电路与逻辑设计实验
数字电路与逻辑设计实验报告学院：班级：姓名：学号：日期：一．实验名称：实验一：QuartusII 原理图输入法设计与实现实验二：用VHDL 设计与实现组合逻辑电路实验三：用VHDL 设计与实现时序逻辑电路实验四：用VHDL 设计与实现数码管动态扫描控制器二．实验所用器件及仪器：1.计算机2.直流稳压电源3.数字系统与逻辑设计实验开发板三．实验要求：实验一：（1）用逻辑门设计实现一个半加器，仿真验证其功能，并生成新的半加器图形模块单元。
（2）用（1）实现的半加器和逻辑门设计实现一个全加器，仿真并验证其功能，并下载到实验板上测试。
要求用拨码开关设定输入信号，发光二极管显示输出信号。
（3）用3—8线译码器和逻辑门设计实现函数F=/C/B/A+/CB/A+C/B/A+CBA,仿真验证其功能并下载到实验板测试。
要求用拨码开关设定输入信号，发光二极管显示输出信号。
注：实验时将三个元器件放在一个new block diagram中实现。
实验二：（1）用VHDL语言设计实现一个共阴极7段数码译码器，仿真验证其功能，并下载到实验板测试。
要求用拨码开关设定输入信号，7段数码管显示输出信号。
（2）用VHDL语言设计实现一个8421码转余三码的代码器，仿真验证其功能，并下载到实验板测试。
要求用拨码开关设定输入信号，发光二极管显示输出信号。
（3）用VHDL语言设计实现一个4位二进制奇校验器，输入奇数个‘1’时，输出1，否则出0；仿真验证其功能，并下载到实验板测试。
要求用拨码开关设定输入信号，发光二极管显示输出信号。
实验三：（1）用VHDL语言设计实现一个带异步复位的8421 十进制计数器，仿真验证其功能，并下载到实验板测试。
要求用按键设定输入信号，发光二极管显示输出信号。
（2）用VHDL语言设计实现一个分频系数为12，输出信号占空比为50%的分频器，仿真验证其功能。
注：实验时将（1）、（2）和数码管译码器 3 个电路进行链接，并下载到实验板显示计数结果。
北邮数字电路与逻辑设计实验-实验报告(下)
北京邮电大学电路实验中心<数字电路与逻辑设计实验（下）>实验报告班级： xxx 学院： xxx实验室： xxx 审阅教师：姓名（班内序号）： xxx 学号： xxx实验时间： xxx评定成绩：目录一、任务要求 (2)1．基本要求 (2)2．提高要求 (2)二、系统设计 (2)1．设计思路 (2)2．总体框图 (4)3．分块设计 (5)（1）分频器模块 (5)（2）4×4键盘输入模块 (5)（3）数码管显示模块 (6)（4）8×8 LED点阵显示模块 (6)（5）LCD液晶屏显示模块 (6)（6）中心模块 (6)三、仿真波形及波形分析 (6)1．分频器模块 (6)2．4×4键盘输入模块 (7)3．数码管显示模块 (7)4．8×8 LED点阵显示模块 (8)5．LCD液晶屏显示模块 (8)6．中心模块 (8)四、源程序 (9)1．分频器模块 (9)2．4×4键盘输入模块 (9)3．数码管显示模块 (11)4．8×8 LED点阵显示模块 (12)5．LCD液晶屏显示模块 (19)6．中心模块 (23)五、功能说明及资源利用情况 (26)六、故障及问题分析 (27)七、总结和结论 (27)一、任务要求本电路可供甲乙二人进行猜拳游戏。
通过不同的按键控制，选择多种出拳方式，显示猜拳的结果，实现猜拳游戏，防止了作弊的可能。
1．基本要求1、甲乙双方各用4×4 键盘中的三个按键模拟“石头”、“剪刀”、“布”，一个按键为“确认”。
4×4 键盘第一行为甲，第二行为乙；2、裁判用4×4 键盘第三行的一个按键模拟“开”，一个按键为“准备”，一个按键为“复位”；3、裁判宣布“准备”后，甲乙双方分别选择出拳方式并确认；4、裁判“开”以后，用点阵的左右三列同时显示甲乙双方的猜拳选择（如下图所示），并用两个数码管显示甲乙的猜拳比分；图1甲“布”，乙“剪刀”；甲“剪刀”，乙“石头”5、猜拳游戏为五局三胜制。
数字逻辑实验报告
数字逻辑实验报告数字逻辑实验报告引言数字逻辑是计算机科学中的重要基础知识，通过对数字信号的处理和转换，实现了计算机的高效运算和各种复杂功能。
本实验旨在通过实际操作，加深对数字逻辑电路的理解和应用。
实验一：二进制加法器设计与实现在这个实验中，我们需要设计一个二进制加法器，实现两个二进制数的加法运算。
通过对二进制数的逐位相加，我们可以得到正确的结果。
首先，我们需要将两个二进制数输入到加法器中，然后通过逻辑门的组合，实现逐位相加的操作。
最后，将得到的结果输出。
实验二：数字比较器的应用在这个实验中，我们将学习数字比较器的应用。
数字比较器可以比较两个数字的大小，并输出比较结果。
通过使用数字比较器，我们可以实现各种判断和选择的功能。
比如，在一个电子秤中，通过将待测物品的重量与设定的标准重量进行比较，可以判断物品是否符合要求。
实验三：多路选择器的设计与实现在这个实验中，我们需要设计一个多路选择器，实现多个输入信号中的一路信号的选择输出。
通过使用多路选择器，我们可以实现多种条件下的信号选择，从而实现复杂的逻辑控制。
比如，在一个多功能遥控器中，通过选择不同的按钮，可以控制不同的家电设备。
实验四：时序电路的设计与实现在这个实验中，我们将学习时序电路的设计与实现。
时序电路是数字逻辑电路中的一种重要类型，通过控制时钟信号的输入和输出，实现对数据的存储和处理。
比如，在计数器中，通过时序电路的设计，可以实现对数字的逐位计数和显示。
实验五：状态机的设计与实现在这个实验中，我们将学习状态机的设计与实现。
状态机是一种特殊的时序电路，通过对输入信号和当前状态的判断，实现对输出信号和下一个状态的控制。
状态机广泛应用于各种自动控制系统中，比如电梯控制系统、交通信号灯控制系统等。
实验六：逻辑门电路的优化与设计在这个实验中，我们将学习逻辑门电路的优化与设计。
通过对逻辑门电路的布局和连接方式进行优化，可以减少电路的复杂性和功耗，提高电路的性能和可靠性。
中山大学数字电路与逻辑设计实验报告
中山大学数字电路与逻辑设计实验报告院系信息科学与技术学院学号专业计算机科学类实验人3、实验题目：AU(Arithmetic Unit,算术单元）设计。
实验内容：设计一个半加半减器，输入为 S、A、B,其中S为功能选择口。
利用三种方法实现。
（1）利用卡诺图简化后只使用门电路实现。
（2）使用74LS138实现。
（3）使用74LS151实现，可分两次单独记录和/差结果、进位借位结果或使用两块74LS151实现。
实验分析：通过卡诺图可得：Y=A B+A BSAB 0 100 Cn=AB S +A BS01 =(A S +A S)B11 10实验设计：（1）利用门电路实现。
①利用74LS197的八进制输出端Q1、Q2、Q3作为B 、A 、S 的输入。
②用异或门74LS86实现输出Y.③用74LS86实现A ⊕B ，再用74LS08与B 实现与门。
（2）利用74LS138实现①将74LS197的Q3、Q2、Q1作为74LS138的S2、S1、S0输入，G2A 、G2B 接低电平，G1接高电平。
②将74LS138的Y1、Y5、Y2、Y6利用74LS20实现与非门作为输出Y 。
③将74LS138的Y3、Y5利用74LS00实现与非门作为输出Cn 。
0 0 0 1 1 0 0 0（3）利用74LS151实现将74LS197的Q3、Q2、Q1作为74LS151的S2、S1、S0输入，D1、D2、D5、D6接高电平，D0、D3、D4、D7接低电平。
Z即为输出Y、将D3、D5接高电平，其他接低电平。
Z即为输出Dn。
实验过程及出现的问题：按如图所示接好电路问题：由于实验电路箱中74LS86和74LS08不能同时工作，所以改用两次74LS00来实现与门。
实验结果：如图为第一种方式实现的示波器显示结果。
D8为时钟CP1，D9、D10、D11分别为S、A、B,D13，D14为Y，Cn。
4、实验题目：ALU（Arithmetic&Logic Unit，算术逻辑单元）实验内容：用proteus设计一个六输入二输出的ALU.控制端：S2、S1、S0决定ALU的8种功能，其中指定6种功能为与、或、非、异或、全加、全减，剩余功能自由拟定。
数字电路与逻辑设计实验报告
数字电路与逻辑设计实验报告数字电路与逻辑设计实验报告摘要：本实验旨在通过设计和实现数字电路和逻辑门电路，加深对数字电路和逻辑设计的理解。
实验过程中，我们使用了逻辑门电路、多路选择器、触发器等基本数字电路元件，并通过实际搭建电路和仿真验证，验证了电路的正确性和可靠性。
引言：数字电路和逻辑设计是计算机科学与工程领域的重要基础知识。
在现代科技发展中，数字电路的应用范围非常广泛，涉及到计算机、通信、控制等各个领域。
因此，深入理解数字电路和逻辑设计原理，掌握其设计和实现方法，对于我们的专业学习和未来的工作都具有重要意义。
实验一：逻辑门电路的设计与实现逻辑门电路是数字电路中最基本的元件之一，通过逻辑门电路可以实现各种逻辑运算。
在本实验中，我们通过使用与门、或门、非门等逻辑门电路，设计并实现了一个简单的加法器电路。
通过搭建电路和进行仿真验证，我们验证了加法器电路的正确性。
实验二：多路选择器的设计与实现多路选择器是一种常用的数字电路元件，可以根据控制信号的不同，选择不同的输入信号输出。
在本实验中，我们通过使用多路选择器，设计并实现了一个简单的数据选择电路。
通过搭建电路和进行仿真验证，我们验证了数据选择电路的正确性。
实验三：触发器的设计与实现触发器是一种常用的数字电路元件，可以存储和传输信息。
在本实验中，我们通过使用触发器，设计并实现了一个简单的二进制计数器电路。
通过搭建电路和进行仿真验证，我们验证了二进制计数器电路的正确性。
实验四：时序逻辑电路的设计与实现时序逻辑电路是一种特殊的数字电路，其输出不仅与输入信号有关，还与电路的状态有关。
在本实验中，我们通过使用时序逻辑电路，设计并实现了一个简单的时钟电路。
通过搭建电路和进行仿真验证，我们验证了时钟电路的正确性。
实验五：数字电路的优化与综合数字电路的优化与综合是数字电路设计中非常重要的环节。
在本实验中，我们通过使用逻辑代数和Karnaugh图等方法，对已有的数字电路进行了优化和综合。
数字电子技术实验-组合逻辑电路设计
学生在使用实验箱时，应注意遵守实验室规定，正确连接电源和信号线， 避免短路和过载等事故发生。
实验工具介绍
实验工具类型
数字电子技术实验中常用的实验工具包括万用表、示波器、信号 发生器和逻辑分析仪等。
实验工具功能
这些工具用于测量电路的各种参数，如电压、电流、波形等，以及 验证电路的功能和性能。
01
02
03
逻辑门
最基本的逻辑元件，如与 门、或门、非门等，用于 实现基本的逻辑运算。
触发器
用于存储一位二进制信息， 具有置位、复位和保持功 能。
寄存器
由多个触发器组成，用于 存储多位二进制信息。
组合逻辑电路的设计方法
列出真值表
根据逻辑功能，列出输入和输 出信号的所有可能取值情况。
写出表达式
根据真值表，列出输出信号的 逻辑表达式。
05 实验结果与分析
实验结果展示
实验结果一
根据给定的逻辑函数表达式，成 功设计了对应的组合逻辑电路， 实现了预期的逻辑功能。
实验结果二
通过仿真软件对所设计的组合逻 辑电路进行了仿真测试，验证了 电路的正确性和稳定性。
实验结果三
在实际硬件平台上搭建了所设计 的组合逻辑电路，经过测试，实 现了预期的逻辑功能，验证了电 路的可实现性。
路图。
确保电路图清晰易懂，标注必要 的说明和标注。
检查电路图的正确性，确保输入 与输出之间的逻辑关系正确无误。
连接电路并测试
根据逻辑电路图，正确连接各 逻辑门和输入输出端口。
检查连接无误后，进行功能测 试，验证电路是否满足设计要 求。
如果测试结果不符合预期，检 查电路连接和设计，并进行必 要的调整和修正。
数字电子技术实验-组合逻辑电路 设计
数字电路与数字逻辑 数电基础实验
9
10
11
12
13
14
15
16
8
7
6
5
4
3
2
1
D1 Q1 Q0 CPD CPU Q2 Q3 GND
RD LD CPU CPD D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 1 × ×××××× 0 0 0 0
0
0
× × d0 d1 d2 d3 d0 d1 d2 d3
0
1 ↑ 1 ××××
3267
Q0 Q1 Q2 Q3 CO 12
CPD 74LS192 CPU (1)
BO 13 LD 11
D0 D1 D2 D3 RD 14
15 1 10 9
3 26 7
1 2& 6 4
4 +5V
5
Q0 Q1 Q2 Q3 CO 12
CPD 74LS192 CPU (2)
BO 13 LD 11
D0 D1 D2 D3 RD 14
实验内容
（3）竞争冒险观察
A B
13 12 &
11
C
9 10 &
1 8 2&
3Y
D
1 2&
1 2& 3
34 5&
6
4 5& 9 10 &
6
13 12
&
11
8
实验内容
（3）竞争冒险观察容
（1）测试74LS192同步十进制可逆计数器的逻辑功能
VCC D0 RD BO CO LD D2 D3
加计数
0
1 1 ↑ ××××
减计数
实验内容
数字逻辑与电路实验
一、实验目的 1、掌握全加器的功能及测试方法； 2、熟悉全加器的应用。 二、实验原理和内容 两个多位二进制数相加时．除了最低位以外，每一位 都应该考虑来自低位的进位。将两个对应位的加数和 来自低位的进位3个数相加，这种运算称为全加，所用 的电路称为全加器。即每一位全加器有3个输入端：Ai （被加数）、Bi（加数）、Ci-1（低位向本位的进 位），2个输出端：Si（和）和Ci+1（向高位的进位）。 根据二进制加法运算规则可列出全加器真值表，如表 3-1所示。
实验二
用译码器实现组合逻辑函数F（A，B，C） 把3—8译码器74LS138地址输入端（A2、 A1、A0）作为逻辑函数的输入变量（A、 B、C），译码器的每个输出端Yi 都与某 一个最小项mi 相对应，加上适当的门电 路，就可以利用二进制译码器实现组合 逻辑函数。
实验二
三、实验仪器、设备和器件 1、数字逻辑电路实验箱 一台 2、集成电路74LS00、74LS04、74LS138 一只。
四、实验要求
要求学生自己复习有关译码器的原理， 查阅有关二进制译码器实现组合逻辑函 数的方法；根据实验任务，画出所需的 实验线路及记录表格。
五、实验内容
译码器逻辑功能测试
1、按图2-1 接线。
图2-1 译码器逻辑功能测试
表2-1
2、根据表2-1，利用开关设置S1、S2、 S3、及A2、A1、A0 的状态，借助指示灯 观测Q0～Q7 的状态，记入表2-1中。 Φ －任意状态 3、用3—8线译码器设计一个电路，主裁 判同意情况下，三名副裁判多数同意成 实验前按实验箱使用说明先检查电源是否 正常。然后选择实验用的集成电路，按实验电 路图接好连线，特别注意Vcc及地线不能接错。 线接好后经实验指导教师检查无误方可通电实 验； 2、实验中改动接线须断开电源，接好线再通 电继续进行实验。 3、CMOS电路的使用特点：应先加入电源电压， 再接入输入信号；断电时则相反，应先测输入 信号，再断电源电压。另外，CMOS电路的多余 输入端不得悬空。
数字电路与逻辑设计实验报告
数字电路与逻辑设计实验报告实验目的：本实验旨在通过实际操作，加深对数字电路与逻辑设计原理的理解，掌握数字电路的基本原理和设计方法，提高学生的动手能力和实际应用能力。
实验一，二极管的正向导通特性实验。
实验原理：二极管是一种半导体器件，具有单向导电特性。
当二极管的正向电压大于其开启电压时，二极管将处于导通状态；反之，当反向电压作用于二极管时，二极管将处于截止状态。
实验步骤：1. 将二极管连接到直流电源电路中；2. 通过改变电源电压，观察二极管的正向导通特性；3. 记录不同电压下二极管的导通情况。
实验结果与分析：通过实验，我们发现二极管在正向电压大于其开启电压时会导通，而在反向电压作用下会截止。
这验证了二极管的正向导通特性。
实验二，基本逻辑门的实验。
实验原理：基本逻辑门包括与门、或门、非门等，它们是数字电路的基本组成单元，通过不同的输入信号产生不同的输出信号。
实验步骤：1. 搭建与门、或门、非门的实验电路；2. 分别输入不同的逻辑信号，观察输出信号的变化；3. 记录实验结果。
实验结果与分析：通过实验，我们发现与门、或门、非门在不同的输入信号下产生了不同的输出信号，验证了基本逻辑门的工作原理。
实验三，触发器的实验。
实验原理：触发器是一种存储器件，具有记忆功能，可以存储一个比特的信息。
常见的触发器包括RS触发器、D触发器、JK触发器等。
实验步骤：1. 搭建RS触发器、D触发器、JK触发器的实验电路；2. 分别输入触发信号，观察触发器的输出变化；3. 记录实验结果。
实验结果与分析：通过实验，我们发现不同类型的触发器在接收不同触发信号时，产生了不同的输出变化，验证了触发器的存储功能。
结论：通过本次实验，我们深入理解了数字电路与逻辑设计的基本原理，掌握了数字电路的实际应用技能。
数字电路与逻辑设计是现代电子技术的基础，通过实验的学习，我们将能更好地理解和应用数字电路与逻辑设计的知识，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
数字电路与逻辑设计实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除数字电路与逻辑设计实验报告篇一：北邮数字电路与逻辑设计实验报告北京邮电大学数字电路与逻辑设计实验报告学院：班级：姓名：学号：实验一QuartusII原理图输入法设计与实现一、实验目的：(1)熟悉QuartusII原理图输入法进行电路设计和仿真；(2)掌握QuartusII图形模块单元的生成与调用；(3)熟悉实验板的使用；二、实验所用器材：(1)计算机；(2)直流稳压电源；(3)数字系统与逻辑设计实验开发板。
三、实验任务要求(1)用逻辑门设计实现一个半加器，仿真验证其功能，并生成新的半加器图形模块单元。
(2)用(1)中生成的半加器模块和逻辑门设计实现一个全加器，仿真验证其功能，并下载到实验板测试，要求用拨码开关设定输入信号，发光二极管显示输出信号。
(3)用3线-8线译码器（74Ls138）和逻辑门设计实现函数,仿真验证其功能，并下载到实验板测试。
要求用拨码开关设定输入信号，发光二极管显示输出信号。
四、实验原理图及仿真波形图(1)半加器半加器原理图仿真波形仿真波形图分析:根据仿真波形对比半加器真值表，可以确定电路实现了半加器的功能。
但我们也可以发现输出so出现了静态功能冒险，要消除该冒险可以加入相应的选通脉冲。
（2）全加器全加器原理图仿真波形仿真波形图分析：根据仿真波形对比半加器真值表，可以确定电路实现了全加器的功能(2)741383线-8线译码器原理图仿真波形图仿真波形图分析;当且仅当Abc输入为000、010、100、111时，F=1,可知电路实现了函数。
实验二用VhDL设计与实现组合逻辑电路一、实验目的：（1）熟悉用VhDL语言设计时序逻辑电路的方法；（2）熟悉用QuartusII文本输入法进行电路设计；（3）熟悉不同的编码及其之间的转换。
二、实验所用器材：（1）计算机；（2）直流稳压电源；（3）数字系统与逻辑设计实验开发板。
三、实验任务要求（1）用VhDL语言设计实现一个共阴极7段数码管译码器；（2）用VhDL语言设计一个8421码转余三码的代码转换器；（3）用VhDL语言设计设计一个四位2进制奇校验器。
数字电路实验四 利用MSI设计组合逻辑电路(二)
数字电路与逻辑设计实验报告实验三利用MSI设计组合逻辑电路(二)姓名：黄文轩学号：17310031班级：光电一班一、实验目的1.熟悉编码器.译码器数据选择器等组合逻辑功能模块的功能与使用方法。
2掌握用MSI设计组合逻辑电路的方法.二、实验器件1.数字电路实验箱数字万用表、示波器。
2.虚拟器件: 74LS151, 74LS00.三、实验预习1、使用数据分配器设计半加半减器半加半减器的真值表如下表所示：考虑到数据选择器的特性是根据传入的地址选择对应的数据，所以我们可以将S、A、B作为地址输入到74LS151的S2、S1、S0选择输入端，根据真值表的要求为D0~D7的数据输入端赋值(与高/低电平相连)，即可实现预期功能。
由于有两种不同的输出，我们需要两块74LS151来实现。
电路连接图如下所示：使用Multisum仿真检验正确性，以74LS197作为动态输入观察输出波形，仿真结果如下图所示：波形可以与真值表对应，我们判断这种电路接法是有效正确的。
二、使用74LS151设计逻辑单元逻辑单元的真值表如下图所示：74LS151输入端有三个，而目标逻辑单元有四个输入端，我们可以借助芯片的八个数据输入端置入第四个输入。
考虑对S1、S0、A的任一状态，输出Y可以表示为Y = f(B)的函数形式，因此只需要对每个状态，把B按照对应的逻辑接在D0~D7的数据输入端即可。
每个地址对应的逻辑如下表所示：这样我们可以得到使用一个与非门和74LS151芯片实现的逻辑单元，其电路图如下：使用Multisum仿真检验正确性，以74LS197作为动态输入观察输出波形，仿真结果如下图所示：同样实现了目标的逻辑功能，我们判断这种接法有效正确。
四、实验内容1、具体内容①AU(Arithmetic Unit,算术单元)设计，在实验箱上实现。
设计一个半加半减器，输入为S、A、B,其中S为功能选择口。
当S-0时输出A+B 及进位:当S=1时，输出A-B及借位。
数字电路与逻辑设计实验报告
HUNAN UNIVERSITY 数字电路与逻辑设计实验报告学生姓名董雪婧学生学号************专业班级软件工程1503指导老师何海珍2016 年12 月27 日实验一：素数检测器的设计与仿真一、实验目的1．实验前，进行预习；2．利用课余时间，在规定的时间内完成实验。
3．实验报告内容有：素数检测器的逻辑图；用VHDL语言设计素数检测器，用尽量多的方法来描述；4．实验结束前，要将素数检测器的仿真波形文件拷贝，实验报告需要。
二、实验原理对于4位输入组合N＝N3N2N1N0，当N＝1、2、3、5、7、11、1 3时该函数输出为1，其他情况输出为0”逻辑图四位素数检测器的标准和设计四位素数检测器最小化后的设计VHDL程序数据流描述：波形图三、实验内容实验步骤（解题思路）根据题目，建立文档，新建Quartus文件；根据设计图连接电路；根据其编写VHDL程序；仿真，绘制波形图；1.根据设计图连接电路2.VHDL程序关键代码仿真结果四、结果分析虽然异或不是开关代数的基本运算之一，但是在实际运用中相当普遍地使用分立的异或门。
大多数开关技术不能直接实现异或功能，而是使用多个门设计实验二：加法器的设计与仿真一、实验目的1．实验前，进行预习；2．利用课余时间，在规定的时间内完成实验。
3．实验报告内容有：全加器的逻辑图；用VHDL语言设计全加器；4．实验结束前，要填将3种电路的仿真波形文件拷贝，实验报告需要。
二、实验原理1．全加器用途：实现一位全加操作逻辑图真值表X Y CIN S COUT0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 11 1 0 0 11 1 1 1 1 VHDL程序数据流描述：波形图2．四位串行加法器逻辑图波形图3．74283：4位先行进位全加器（4-Bit Full Adder）逻辑框图逻辑功能表注：1、输入信号和输出信号采用两位对折列表，节省表格占用的空间，如：[A1/A3]对应的列取值相同，结果和值[Σ1/Σ3]对应的运算是Σ1=A1+B1和Σ3=A3+B3。
数字电路与逻辑设计实验报告
数字电路与逻辑设计实验报告本次实验内容主要涉及数字电路与逻辑设计的相关知识，通过实际操作和实验验证，加深对数字电路和逻辑设计原理的理解和掌握。
本次实验包括了基本的数字逻辑门电路实验、组合逻辑电路实验和时序逻辑电路实验。
首先，我们进行了基本的数字逻辑门电路实验。
在实验中，我们使用了与门、或门、非门和异或门等基本逻辑门电路，通过搭建电路并输入不同的逻辑信号，观察输出的结果，验证了逻辑门的基本功能和特性。
在实验过程中，我们发现逻辑门的输出结果与输入信号之间的逻辑关系是十分严谨和可靠的，这也为后续的实验奠定了基础。
其次，我们进行了组合逻辑电路实验。
在这一部分实验中，我们学习了多位数加法器、译码器、编码器等组合逻辑电路的设计和应用。
通过实际搭建电路并输入不同的输入信号，我们观察到了组合逻辑电路的输出结果，并验证了其设计的正确性和可靠性。
在实验过程中，我们深刻体会到了组合逻辑电路的设计原理和应用场景，对数字电路的实际应用有了更深入的了解。
最后，我们进行了时序逻辑电路实验。
时序逻辑电路是在组合逻辑电路的基础上引入了时钟信号，具有一定的存储功能和时序控制功能。
在实验中，我们学习了触发器、计数器等时序逻辑电路的设计和应用，通过实际操作和观察，我们对时序逻辑电路的工作原理和特性有了更深入的认识。
通过本次实验，我们不仅加深了对数字电路和逻辑设计原理的理解，还提高了实际动手操作和实验验证的能力。
数字电路与逻辑设计是计算机科学与技术专业的重要基础课程，对于我们的专业学习和未来的工作都具有重要意义。
通过这次实验，我们不仅掌握了数字电路和逻辑设计的基本原理和方法，还培养了动手实验和解决实际问题的能力，对我们的专业学习和未来的发展都具有重要意义。
总之，本次实验内容丰富、实用，通过实际操作和实验验证，我们加深了对数字电路与逻辑设计的理解和掌握，为我们的专业学习和未来的工作打下了坚实的基础。
希望通过不断的实践和学习，我们能够更加深入地理解和应用数字电路与逻辑设计的知识，为我们的专业发展和未来的工作做好充分的准备。
数字电路与逻辑设计实验总结
数字电路与逻辑设计实验总结数字电路与逻辑设计实验总结数字电路与逻辑设计是电子信息工程专业中一门非常重要的基础课程。
在这门课程的实验中，我们主要学习了数字电路的基本知识、数字电路的组成和设计方法以及数字电路的应用。
以下是我的实验总结：1. 实验内容本门课程共有8个实验，其中包括了数字逻辑电路的基础实验、计数器的设计、状态机的设计等内容。
通过这些实验，我们学习到了数字电路设计的基本流程和方法，并了解了数字电路的各种应用场景。
2. 实验过程在实验过程中，我们需要根据实验手册中的要求进行组装、连接和测试。
在实验进行过程中，经常需要仔细地查看原理图和数据手册，来了解芯片的使用方法和注意事项。
在实验完成后，需要认真地分析实验结果，找出问题并进行修改。
3. 实验收获通过本门课程的学习和实验，我收获了很多。
首先，我掌握了数字电路的基本知识和设计方法，了解了数字电路在各个领域的应用。
其次，我从实验中学会了如何查看数据手册和原理图，并学会了对数字电路进行分析和修复。
此外，实验还锻炼了我的动手实践能力和团队协作能力。
4. 实验体会在实验过程中，我深刻体会到了数字电路的复杂性和精密性。
数字电路设计需要进行精细的计算和严格的测试，一旦出现问题，修复起来也十分复杂。
因此，在数字电路设计时，一定要认真细致地进行计算和测试，并保证设计的可靠性和稳定性。
总之，通过数字电路与逻辑设计的实验，我对数字电路的认识更加深入，并掌握了数字电路的设计方法和调试技巧。
这对我的电子信息工程专业学习和未来的工作都具有非常重要的意义。
数字电路与逻辑设计实验
实验名称数字电路与逻辑设计实验实验者：年级专业：学号：实验六数字电路与逻辑设计实验一、实验名称：组合逻辑电路（半加器全加器及逻辑运算）二、实验目的：1、掌握组合逻辑电路的功能调试2、验证半加器和全加器的逻辑功能。
3、学会二进制数的运算规律。
三、实验内容：1．组合逻辑电路功能测试。
（1）．用2片74LS00组成图4.1所示逻辑电路。
为便于接线和检查．在图中要注明芯片编号及各引脚对应的编号。
（2）．图中A、B、C接电平开关，YI，Y2接发光管电平显示．（3）。
按表4。
1要求，改变A、B、C的状态填表并写出Y1，Y2逻辑表达式．（4）．将运算结果与实验比较．2．测试用异或门（74LS86）和与非门组成的半加器的逻辑功能．根据半加器的逻辑表达式可知．半加器Y是A、B的异或，而进位Z是A、B相与，故半加器可用一个集成异或门和二个与非门组成如图4.2．（1）．在学习机上用异或门和与门接成以上电路．接电平开关S．Y、Z接电平显示．（2）．按表4．2要求改变A、B状态，填表．3．测试全加器的逻辑功能。
（1）．写出图4．3电路的逻辑表达式。
（2）．根据逻辑表达式列真值表．（3）．根据真值表画逻辑函数S i 、Ci的卡诺图．（4）．填写表4．3各点状态（5）．按原理图选择与非门并接线进行测试，将测试结果记入表4．4，并与上表进行比较看逻辑功能是否一致．实验结果：表4．1Y1=+ Y2=（·）+（·）表4．2表4．3A B A ——B B ——C表4．4Y=+Z= X1=++ X2=++ X3=++Si=+++ Ci=++实验总结：通过本次实验，对同步计数器的电路设计有了更深刻的了解与应用，采用逻辑门，设计出对应要求的电路，实现了二进制计数器与模M=13的扭环计数器，对电路的设计也过程也有了进一步的体会。
在设计时应该考虑电路的简单与复杂度，对简化的电路应该先简化，这样使用到的元器件也比较少，而且在实验电路的成功率也比较高，这样对快速完成实验有很大帮助。
数字电路与逻辑设计实验报告
数字电路与逻辑设计实验报告一、实验目的1、掌握触发器组成的同步时序逻辑电路的一般设计方法；2、掌握MSI 时序逻辑器件74LS160、74LS194的逻辑功能和使用方法；3、熟悉MSI 时序逻辑器件的一般设计方法。
二、实验仪器及设备1、直流稳压电源、数字逻辑电路实验箱、万用表、示波器2、TTLSSI 逻辑门 74LS00、74LS74、74LS76、74LS160、74LS194三、实验内容及步骤1、二进制计数器试用触发器设计一个模8的同步二进制加法计数器，给出状态图、驱动方程和逻辑电路图，并完成实验验证。
2、模M=13的扭环计数器下图6-1所示的一自起动扭环计数器的状态图。
试用时序逻辑器件74LS94将该电路设计出来，画出逻辑电路图并完成实验验证。
（要求为同步电路）四、实验结果（数据、图表、波形、程序设计等）二进制计数器状态转移图：1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1状态方程为：10201212Q Q Q Q Q Q Q n +=+ 012Q Q J = 012Q Q K =010111Q Q Q Q Q n +=+ 01Q J = 01Q K =010Q Q n =+ 100==K J电路图为：模M=13的扭环计数器 设计电路为：五、思考题1、用触发器和TTL SSI 逻辑门设计一个模8二进制可逆计数器。
M Q 2 Q 1 Q 0 Q 2n+1 Q 1n+1 Q 0n+1 T 2 T 1 T 0 C B 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 01 1 0 0 1 0 1 01 1 0 1 1 1 0 01 1 1 0 1 1 1 01 1 1 1 0 0 0 10 1 1 1 1 1 0 10 1 1 0 1 0 1 00 1 0 1 1 0 0 00 1 0 0 0 1 1 00 0 1 1 0 1 0 00 0 1 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 00 0 0 0 1 1 1 0电路设计为：2、用MSI时序逻辑器件构成N进制计数器的常用方法有几种？它们各有何应用特点？答：1）反馈清0法这种方法的基本思想是：计数器从全0状态S开始计数，计满N个状态后产生清0信号，使计数器恢复到初态S，然后重复上述过程。
数字电路与逻辑设计实验1报告
北京邮电大学实验报告实验名称：quartus原理图输入法设计与实现学院：信息与通信工程学院班级：姓名： ____学号： _日期：一、报告概要1、实验名称：Quartus 原理图输入发设计与实现2，实验任务要求：②用逻辑门设计一个半加器，仿真验证其功能，并生成新的半加器图形模块单元②用刚生成的半加器模块和逻辑门设计与实现一个全加器，仿真验证其功能，并下载到实验板测试，要求拨码开关设定为输入，发光二级管设定为显示输出。
③用3-8译码器和逻辑单元设计和实现函数F=C B A +C B A +C BA +CBA,仿真验证其功能，下载到实验板测试。
要求拨码开关设定为输入，发光二级管设定为显示输出。
二、设计思路和过程（1）半加器的逻辑函数是S(A,B)=A⊕B,C=AB.真值表如下(2)全加器的逻辑函数是S(A,B,C)=A⊕B⊕C,C(A,B,C)= (A⊕B)C+AB真值表如下(3)逻辑函数为F=C B A +C B A +C B A +CBA，真值表如下三、实验原理图（1）半加器（2）全家器（3）3-8实现函数F=C B A +C B A +C B A +CBA四，仿真波形图（1）半加器（2）全家器（3）3-8实现函数F=C B A +C B A +C B A +CBA五，仿真波形图分析（1）从波形图中可以看出该电路实现的功能是:当AB输入不同时S输出为高电位当AB输入相同时S输出为低电位。
当AB输出都为1时，代表进位的C输出为高电位，表示进位。
否则输出为低电位。
（2）从波形图中可以看出该电路实现的功能是：在三个输入的情况下，当ABC中有奇数个1时S输出高电位，否则输出低电位。
当ABC中有两个或两个以上为1时，C输出高电平，否则输出低电平。
（3）从波形图中可以看出该电路实现的功能是：当ABC都为0，AB为0C为1,AC为0B 为1,ABC都为1是F输出高电平，其余情况输出低电平。
六、故障及问题分析第一个实验中，未将工程名和波形文件名统一，导致错误，经老师指导后，依旧未能出有效波形。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验一异或门电路设计（实验报告格式案例）
班级*** 姓名*** 学号******
一、实验目的
熟悉QuartusII仿真软件的基本操作，并用VHDL/Verilog语言设计一个异或门。
二、实验内容
1、熟悉QuartusII软件的基本操作，了解各种设计输入方法（原理图设计、文本设计、波形设计）
2、用VHDL语言设计一个异或门，最终在FPGA芯片上编程异或门，并验证逻辑实现。
三、实验方法
1、实验方法：
采用基于FPGA进行数字逻辑电路设计的方法。
采用的软件工具是QuartusII软件仿真平台，采用的硬件平台是Altera EPF10K20TI144_4的FPGA试验箱。
2、实验步骤：
1、新建，编写源代码。
(1).选择保存项和芯片类型：【File】-【new project wizard】-【next】（设置文件路径+设
置project name为xor2）-【next】（设置文件名xor2.vhd—在【add】）-【properties】（type=AHDL）-【next】（family=FLEX10K；name=EPF10K10TI144-4）-【next】-【finish】
(2).新建：【file】-【new】（第二个AHDL File）-【OK】
2、写好源代码，保存文件（xor2.vhd）。
3、编译与调试。
确定源代码文件为当前工程文件，点击【processing】-【start compilation】进行文件编译。
编译结果有一个警告，文件编译成功。
4、波形仿真及验证。
新建一个vector waveform file。
按照程序所述插入a,b,c三个节点（a、b为输入节点，c为输出节点）。
(操作为：右击-【insert】-【insert node or bus】-【node finder】（pins=all；【list】）-【>>】-【ok】-【ok】)。
任意设置a,b的输入波形…点击保存按钮保存。
（操作为：点击name（如：A））-右击-【value】-【clock】（如设置period=200；offset=0），同理设置name B（如120，,60），保存）。
然后【start simulation】，出name C的输出图。
5、时序仿真。
暂时不知道什么是时序仿真
6、FPGA芯片编程及验证
选择pins，连接计算机到实验箱，操作。
四、实验过程
3、编译过程
a）源代码如图（VHDL设计）
b)编译、调试过程
*******
c)结果分析及结论
********
4、波形仿真
a)波形仿真过程（详见实验步骤）
b)波形仿真波形图
c)结果分析及结论
0-60ns：异或门，0$1=1正确
60-70.?ns：A$B=0$0=0;由于有时间延迟，反应慢了10.？nm。
C显示的是0$1的情况70.?-100ns：A$B=0$0=0;正确
100-11.?ns：由于时间延迟，显示的是0$0=0
311.324ns分析：由于AB在310ns时同时变，造成在滞后时，出现此种情况，老师说要避免这种情况。
5、时序仿真
a)时序仿真过程
做好上述步骤后，编译【classic timing analysis】-在compilation report中选择【timing analysis】-【tpd】（引脚到引脚的延时）
b)时序仿真图
b)结果分析及结论
A引脚到C引脚的实际p2p时间为12.9ns，二B引脚到C引脚的实际p2p时间为12.4ns。
A 比B慢0.5ns，可由于结果是由时间长的那个决定，故整体为12.9ns。
tpd (引脚到引脚的延时)
6、Programming芯片编程
a)芯片编程过程
写好代码和得到波形图后，【Assignments】-【Pins】-连接端口。
设置好两入一出（如Input: pin_87 Input: pin_88, Output: pin_06）,从计算机连接数据线到EPF10K20TI144_4的FPGA试验箱。
连接电源，开始按开关。
找到pin 87,88,06的位置，改变87，88的开关状态（开，开）、（关，开）、（开，关）、（关，关）。
看06灯的亮熄情况并记录。
b)编程芯片验证结果
Input：A Input：B Output：C
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
0代表不灯亮，1
c)结果分析与结论
由逻辑关系得的上述结果。
结果正确。
五、实验结论（实验总结与实验心得）
不知道怎么写总结，随便说些。
在本次实验中，开始由于什么都不懂，缺少了很多细节，让我不知道怎么处理。
如：不能编译（由于没有设置芯片类型）、编译出错（由于文件名未定义，文件名没与entity-name里的xor2一致）。
刚接触QuartusII，什么都不懂，花了两次实验课才做好第一个异或门的实验并初步了解了QuartusII的一些基本操作。
由于不了解QuartusII，开始建立一个新文件，照着书把源代码输进去后，不能编译，几经周折，才弄好设置。
才能编译，之后。
再在同学的帮助下，才做好波形图，然后，做芯片，引脚的设定，硬件仿真。
之后，我又自己完整的做了一遍。
得到了正确结果后很高兴。