实验一、(仿真)组合逻辑电路的设计与测试--振宇

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组合逻辑电路实验报告

组合逻辑电路实验报告

组合逻辑电路实验报告组合逻辑电路实验报告引言组合逻辑电路是数字电路中的一种重要类型,它由多个逻辑门组成,能够根据输入信号的不同组合产生相应的输出信号。

在本次实验中,我们将研究和实验不同类型的组合逻辑电路,并通过实验结果来验证其功能和性能。

实验一:与门电路与门电路是最简单的组合逻辑电路之一,它的输出信号只有在所有输入信号都为高电平时才会输出高电平。

我们首先搭建了一个与门电路,并通过输入信号的变化来观察输出信号的变化。

实验结果显示,在输入信号都为高电平时,与门电路的输出信号为高电平;而只要有一个或多个输入信号为低电平,输出信号则为低电平。

这验证了与门电路的逻辑功能。

实验二:或门电路或门电路是另一种常见的组合逻辑电路,它的输出信号只有在至少一个输入信号为高电平时才会输出高电平。

我们搭建了一个或门电路,并通过改变输入信号的组合来观察输出信号的变化。

实验结果表明,只要有一个或多个输入信号为高电平,或门电路的输出信号就会为高电平;只有当所有输入信号都为低电平时,输出信号才会为低电平。

这进一步验证了或门电路的逻辑功能。

实验三:非门电路非门电路是一种特殊的组合逻辑电路,它只有一个输入信号,输出信号与输入信号相反。

我们搭建了一个非门电路,并通过改变输入信号的电平来观察输出信号的变化。

实验结果显示,当输入信号为高电平时,非门电路的输出信号为低电平;当输入信号为低电平时,输出信号则为高电平。

这进一步验证了非门电路的逻辑功能。

实验四:多选器电路多选器电路是一种复杂的组合逻辑电路,它具有多个输入信号和一个选择信号,根据选择信号的不同,将其中一个输入信号输出。

我们搭建了一个4选1多选器电路,并通过改变选择信号的值来观察输出信号的变化。

实验结果表明,当选择信号为00时,输出信号与第一个输入信号相同;当选择信号为01时,输出信号与第二个输入信号相同;依此类推,当选择信号为11时,输出信号与第四个输入信号相同。

这验证了多选器电路的功能和性能。

组合逻辑电路的设计与测试实验

组合逻辑电路的设计与测试实验

文章标题:深度探析:组合逻辑电路的设计与测试实验1. 前言组合逻辑电路是数字电路中的重要组成部分,它在计算机领域、通信领域、工业控制等领域都有着广泛的应用。

在本文中,我们将深入探讨组合逻辑电路的设计与测试实验,旨在帮助读者更深入地理解这一主题。

2. 组合逻辑电路的基本原理组合逻辑电路由多个逻辑门按照一定的逻辑功能组成,并且没有存储功能。

其输入变量的取值和逻辑门的连接方式确定了输出变量的取值。

在组合逻辑电路中,常见的逻辑门包括与门、或门、非门等。

通过这些逻辑门的组合,可以实现各种复杂的逻辑功能。

3. 组合逻辑电路的设计方法(1)真值表法:通过列出输入变量的所有可能取值,计算输出的取值,得到真值表。

然后根据真值表来设计逻辑门的连接方式。

(2)卡诺图法:将真值表中的1和0用图形方式表示出来,然后通过化简操作,得到最简的逻辑表达式。

(3)逻辑代数法:利用逻辑代数的基本定理,将逻辑函数化简到最简形式。

4. 组合逻辑电路的测试实验组合逻辑电路的测试实验是为了验证设计的电路是否符合设计要求和功能。

常用的测试方法包括输入端给定法、输出端测量法、故障诊断法等。

在进行测试实验时,需要注意测试的充分性和有效性,避免遗漏潜在的故障。

5. 个人观点和理解组合逻辑电路的设计与测试实验是数字电路课程中非常重要的一部分,它不仅需要对逻辑门的基本原理有深入的理解,还需要具备灵活运用逻辑门的能力。

测试实验则是验证设计是否符合要求,是课程中的一次实际应用练习。

6. 总结与回顾通过本文的探讨,我们更深入地了解了组合逻辑电路的设计与测试实验。

通过对其基本原理和设计方法的分析,我们可以更好地掌握其设计和实验的要点。

在参与实验的过程中,我们也能够理解数字电路理论知识的实际应用。

结语组合逻辑电路的设计与测试实验是一门充满挑战的学科,通过不断地学习和实践,我们可以逐步掌握其中的精髓,为将来的应用打下坚实的基础。

在此,我希望读者能够在实践中不断提升自己,探索数字电路领域更多的精彩,期待你也能在这片领域中取得更多的成就。

组合逻辑电路分析与设计实验报告

组合逻辑电路分析与设计实验报告

组合逻辑电路分析与设计实验报告一、实验目的:1. 掌握逻辑设计基本方法2. 能够自己设计简单逻辑电路,并能用VHDL描述3. 理解输出波形和逻辑电路功能之间的关系二、实验设备与器材:1. 实验箱一套(含数字信号发生器、逻辑分析仪等测量设备)2. 电缆若干三、实验原理:组合逻辑电路是指由与或非门等基本逻辑门或它们的数字组合所构成的电路。

对于组合逻辑电路而言,不需要任何时钟信号控制,它的输出不仅能直接受到输入信号的影响,同时还与其输入信号的时序有关,输入信号的任何改变都可能导致输出信号的变化,因此组合逻辑电路的输出总是与它的输入存在着一个确定的逻辑关系。

本实验通过学习与实践,让学生从具体的组合逻辑电路出发,逐步掌握数字逻辑电路设计技术,了解逻辑电路的设计过程,掌握用组合逻辑门件构成数字系统的方法,提高学生设计和分析组合逻辑电路的能力。

四、实验内容及步骤:本实验的基本内容是设计一个可以进行任意二进制数求和的组合逻辑电路,并用VHDL 语言描述该电路。

其主要步骤如下:1. 设计电路的逻辑功能,确定电路所需基本逻辑门电路元件的类型和数量。

2. 画出电路的逻辑图并进行逻辑延迟估算。

3. 利用VHDL语言描述电路功能,并利用仿真软件验证电路设计是否正确。

4. 利用实验箱中的数字信号发生器和逻辑分析仪验证电路设计是否正确。

五、实验结果与分析:我们首先设计了一个可以进行单位位的二进制数求和的电路,即输入两个1位二进制数和一个进位信号,输出一个1位二进制数和一个进位信号。

注意到,当输入的两个二进制数为同等真值时,输出的结果即为原始输入中的异或结果。

当输入的两个二进制数不同时,输出需要加上当前进行计算的进位,同时更新输出进位信号的取值。

我们继续将此电路扩展到多位数的情况。

假设输入两个n位的二进制数a和b,我们需要得到一个(n+1)位的二进制数c,使得c=a+b。

我们需要迭代地对每一位进行计算,并在计算每一位时将其前一位的进位值也列入计算中。

组合逻辑电路的设计实验报告

组合逻辑电路的设计实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除组合逻辑电路的设计实验报告篇一:数电实验报告实验二组合逻辑电路的设计实验二组合逻辑电路的设计一、实验目的1.掌握组合逻辑电路的设计方法及功能测试方法。

2.熟悉组合电路的特点。

二、实验仪器及材料a)TDs-4数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。

b)参考元件:74Ls86、74Ls00。

三、预习要求及思考题1.预习要求:1)所用中规模集成组件的功能、外部引线排列及使用方法。

2)组合逻辑电路的功能特点和结构特点.3)中规模集成组件一般分析及设计方法.4)用multisim软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。

2.思考题在进行组合逻辑电路设计时,什么是最佳设计方案?四、实验原理1.本实验所用到的集成电路的引脚功能图见附录2.用集成电路进行组合逻辑电路设计的一般步骤是:1)根据设计要求,定义输入逻辑变量和输出逻辑变量,然后列出真值表;2)利用卡络图或公式法得出最简逻辑表达式,并根据设计要求所指定的门电路或选定的门电路,将最简逻辑表达式变换为与所指定门电路相应的形式;3)画出逻辑图;4)用逻辑门或组件构成实际电路,最后测试验证其逻辑功能。

五、实验内容1.用四2输入异或门(74Ls86)和四2输入与非门(74Ls00)设计一个一位全加器。

1)列出真值表,如下表2-1。

其中Ai、bi、ci分别为一个加数、另一个加数、低位向本位的进位;si、ci+1分别为本位和、本位向高位的进位。

2)由表2-1全加器真值表写出函数表达式。

3)将上面两逻辑表达式转换为能用四2输入异或门(74Ls86)和四2输入与非门(74Ls00)实现的表达式。

4)画出逻辑电路图如图2-1,并在图中标明芯片引脚号。

按图选择需要的集成块及门电路连线,将Ai、bi、ci接逻辑开关,输出si、ci+1接发光二极管。

改变输入信号的状态验证真值表。

2.在一个射击游戏中,每人可打三枪,一枪打鸟(A),一枪打鸡(b),一枪打兔子(c)。

组合逻辑电路的设计与测试实验原理和内容

组合逻辑电路的设计与测试实验原理和内容

组合逻辑电路的设计与测试实验原理和内容大家好,今天我们来聊聊组合逻辑电路的设计与测试实验原理和内容。

组合逻辑电路是由基本的逻辑门组成的电路,它可以实现各种逻辑功能。

那么,我们该如何设计一个组合逻辑电路呢?我们需要了解逻辑门的基本原理。

接下来,我将为大家详细介绍组合逻辑电路的设计与测试实验原理和内容。

1. 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计主要包括以下几个步骤:(1)确定电路的功能需求。

在设计组合逻辑电路之前,我们需要明确电路的功能需求,这将有助于我们选择合适的逻辑门和元器件。

(2)选择合适的逻辑门。

组合逻辑电路常用的逻辑门有与门、或门、非门等。

我们需要根据功能需求选择合适的逻辑门。

(3)连接逻辑门。

将选择好的逻辑门按照一定的顺序和方式连接起来,形成一个完整的组合逻辑电路。

(4)进行仿真和验证。

在实际搭建组合逻辑电路之前,我们可以使用仿真软件对其进行模拟,以检查电路设计的正确性。

如果仿真结果符合预期,那么我们就可以开始实际搭建组合逻辑电路了。

2. 组合逻辑电路的测试实验组合逻辑电路的测试实验主要包括以下几个步骤:(1)搭建组合逻辑电路。

在测试实验之前,我们需要根据设计图纸搭建出组合逻辑电路。

(2)输入信号。

为组合逻辑电路提供输入信号,观察输出结果是否符合预期。

(3)分析结果。

分析组合逻辑电路的实际输出结果,判断其是否满足功能需求。

如果输出结果不符合预期,那么我们需要进一步分析原因,找出问题所在。

(4)调整优化。

根据分析结果,对组合逻辑电路进行调整优化,使其性能更加优越。

通过以上步骤,我们可以完成组合逻辑电路的设计与测试实验。

实际操作过程中可能会遇到各种问题,但只要我们勇于尝试、不断学习,就一定能够克服困难,取得成功。

组合逻辑电路的设计与测试实验是一个充满挑战和乐趣的过程。

希望大家在学习过程中,能够充分发挥自己的想象力和创造力,设计出更多有趣的组合逻辑电路,为科技发展做出贡献。

谢谢大家!。

实验一组合逻辑电路的设计与仿真

实验一组合逻辑电路的设计与仿真

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Maxplus II 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 译码器实验必做2.4 数据选择器实验必做2.5 ‘101’序列检测电路实验必做2.2 三人表决电路实验2.2.1 实验目的1. 熟悉MAXPLUS II 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:A B C F0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1要求使用基本的与门、或门、非门在MAXPLUS II 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MAXPLUS II, 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。

三人表决波形仿真图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. 了解本次实验的目的、电路设计要求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。

组合逻辑电路的设计与测试实验报告总结

组合逻辑电路的设计与测试实验报告总结

组合逻辑电路的设计与测试实验报告总结
一、组合逻辑电路的设计与测试实验报告总结
1.组合逻辑电路的设计
组合逻辑电路是一种由数字电路组成的电路,可以使用计算机自动设计出一种实现特定功能的组合逻辑电路。

在设计组合逻辑电路时,应该先对要设计出的电路的功能特点作出简要分析,根据系统功能的需要,确定设计电路的输入、输出及简要功能,然后选择一种合适的建模语言,画出要实现的电路框架,并根据设计的功能特点,确定电路的功能逻辑关系,绘制出电路原理图,然后进行简单的仿真和验证,最后将电路接线调试完毕,实现功能。

2.测试实验报告总结
在组合逻辑电路测试实验中,我们根据给定需求,使用TTL逻辑IC、电阻、电容等元器件设计出一种实现开关抖动过滤的组合逻辑电路,最终实现了其功能。

在实验中,我们发现,使用合适的逻辑IC
及元器件,结合灵活恰当的电路设计,可以实现特定功能的电路设计。

从实验的结果来看,我们设计的组合逻辑电路,实现了基本的开关抖动过滤功能,并通过实验的验证,证明了设计有效。

实验表明,组合逻辑电路的设计与测试是能够有效地实现特定功能的电路设计
的关键,是建立数字电路的基础。

实验一组合逻辑电路的设计与测试

实验一组合逻辑电路的设计与测试

实验一组合逻辑电路的设计与测试一、实验目的实验一旨在通过设计和测试一组合逻辑电路,加深对组合逻辑电路的理解和运用。

二、实验器材1.FPGA(现场可编程门阵列)开发板2. 逻辑电路设计软件(如Quartus II)3.逻辑分析仪4.DIP开关5.LED灯三、实验内容1.设计一个4位二进制加法器电路,并实现其功能。

2.使用逻辑电路设计软件进行电路设计。

4.使用逻辑分析仪对电路进行测试,验证其功能和正确性。

四、实验步骤1.根据4位二进制加法器的电路原理图,使用逻辑电路设计软件进行电路设计。

将输入的两个4位二进制数与进位输入进行逻辑运算,得到输出的4位二进制和结果和进位输出。

2.在设计过程中,需要使用逻辑门(如与门、或门、异或门等)来实现电路的功能。

3.在设计完成后,将电路编译,并生成逻辑网表文件。

5.连接DIP开关到FPGA开发板上的输入端口,通过设置DIP开关的状态来设置输入数据。

6.连接LED灯到FPGA开发板上的输出端口,通过LED灯的亮灭来观察输出结果。

7.使用逻辑分析仪对输入数据和输出结果进行测试,验证电路的功能和正确性。

五、实验结果1.在设计完成后,通过DIP开关的设置,输入不同的4位二进制数和进位,观察LED灯输出的结果,验证电路的正确性。

2.使用逻辑分析仪对输入和输出进行测试,检查电路的逻辑运算是否正确。

六、实验总结通过本实验,我们学习了组合逻辑电路的设计和测试方法。

从设计到测试的过程中,我们深入了解了组合逻辑电路的原理和运作方式。

通过观察和测试,我们可以验证电路的正确性和功能是否符合设计要求。

此外,我们还学会了使用逻辑分析仪等工具对电路进行测试和分析,从而提高了我们的实验能力和理论应用能力。

通过这次实验,我们对组合逻辑电路有了更深入的了解,为将来在数字电路设计和工程实践中打下了基础。

电子技术实验报告4—组合逻辑电路的设计与测试 (1)

电子技术实验报告4—组合逻辑电路的设计与测试 (1)

电子技术实验报告4—组合逻辑电路的设计与测试系别课程名称电子技术实验班级实验名称实验四组合逻辑电路的设计与测试姓名实验时间学号指导教师报告内容一、实验目的和任务1.掌握组合逻辑电路的分析与设计方法。

2.加深对基本门电路使用的理解。

二、实验原理介绍1、组合电路是最常用的逻辑电路,可以用一些常用的门电路来组合完成具有其他功能的门电路。

例如,根据与门的得知,可以用两个非门和一个或非门组合成一个与门,还可以组合成更复杂的逻辑关系。

逻辑表达式Z= AB =A B2、分析组合逻辑电路的一般步骤是:(1)由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式;(2)化简和变换各逻辑表达式;(3)列出真值表;(4)根据真值表和逻辑表达式对逻辑电路进行分析,最后确定其功能。

3、设计组合逻辑电路的一般步骤与上面相反,是:(1)根据任务的要求,列出真值表;(2)用卡诺图或代数化简法求出最简的逻辑表达式;(3)根据表达式,画出逻辑电路图,用标准器件构成电路;(4)最后,用实验来验证设计的正确性。

4、组合逻辑电路的设计举例(1) 用“与非门”设计一个表决电路。

当四个输入端中有三个或四个“1”时,输出端才为“1”。

设计步骤:根据题意,列出真值表如表13-1所示,再填入卡诺图表13-2中。

表13-1 表决电路的真值表表13-2 表决电路的卡诺图然后,由卡诺图得出逻辑表达式,并演化成“与非”的形式: ABD CDA BCD ABC Z +++=最后,画出用“与非门”构成的逻辑电路如图13-1所示:图13-1 表决电路原理图输入端接至逻辑开关(拨位开关)输出插口,输出端接逻辑电平显示端口,自拟真值表,逐次改变输入变量,验证逻辑功能。

三、实验内容和数据记录1、设计一个四人无弃权表决电路(多数赞成则提议通过,即三人以上包括三人),要求用2四输入与非门来实现。

用74LS20实现逻辑函数的接线图实验测得真值表如下:D C B A Z0 0 0 0 00 0 0 1 00 0 1 0 00 0 1 1 00 1 0 0 00 1 0 1 00 1 1 0 10 1 1 1 01 0 0 0 01 0 0 1 01 0 1 0 01 0 1 1 11 1 0 0 01 1 0 1 11 1 1 0 11 1 1 1 1四、实验结论与心得1. 该实验存在一定测量误差,误差来源于电路箱中得误差,但是误差实验允许范围内,故该实验有效。

实验一、(仿真)组合逻辑电路的设计与测试--振宇

实验一、(仿真)组合逻辑电路的设计与测试--振宇

实验⼀、(仿真)组合逻辑电路的设计与测试--振宇实验⼀、组合逻辑电路的设计与测试⼀、实验⽬的1、学会查阅数字芯⽚数据⼿册,掌握集成芯⽚的逻辑功能,了解芯⽚主要参数。

2、熟悉常⽤仪器如函数发⽣器,台式数字万⽤表及数字⽰波器的使⽤⽅法,熟悉电压、电流等参数测量。

3、掌握组合逻辑电路的设计与测试⽅法。

4、认识竞争冒险现象,加深对竞争冒险现象产⽣的理解,学会消除竞争冒险。

⼆、实验仪器直流稳压电源、⾯包板及插线、数字⽰波器、台式数字万⽤表、函数信号发⽣器及相关芯⽚:74LS00、74LS20、74LS86、74LS04、 74LS02 、74LS08、发光⼆极管和少量阻容器件。

三、数字电路实验步骤1、查阅与实验相关芯⽚资料,从/doc/41d740527c1cfad6195fa7e1.html ⽹站下载芯⽚数据⼿册。

2、列表,列出相关标准参数。

3、测试⽅案设定,画出电路原理图,并⽤multisim10软件进⾏功能仿真测试。

如何设计电路实现题设要求的逻辑功能,选择哪款芯⽚?考虑仪器、供电电源等各种误差,如何能测量准确?4、在实验室⾯包板上搭建系统、调试电路,测试逻辑功能,测量数据,绘制波形,并进⾏误差分析。

5、按要求完成实验报告四、实验任务1、查阅实验过程中所⽤芯⽚技术⼿册,给出相关技术指标和逻辑功能真值表,画出芯⽚物理与逻辑引脚图。

2、验证74LS00的逻辑功能,⾃⾏设计电路测试 V OL 、V OH 、 I CCL 、I CCH 等参数。

低电平输出电源电流I CCL 和⾼电平输出电源电流I CCH 说明:芯⽚处于不同的⼯作状态,电源提供的电流是不同的。

以与⾮门为例,I CCL 是指所有输⼊端悬空,输出端空载时,芯⽚输出低电平时电源提供器件的电流。

I CCH 是指输出端空载,每个门各有⼀个以上的输⼊端接地,其余输⼊端悬空,芯⽚输出⾼电平时电源提供给器件的电流。

通常I CCL >I CCH ,它们的⼤⼩标志着器件静态功耗的⼤⼩。

组合逻辑电路设计实验报告

组合逻辑电路设计实验报告

组合逻辑电路设计实验报告实验名称: 组合逻辑电路设计实验报告摘要:本实验旨在通过设计和实现不同的组合逻辑电路,加深对数字电路和逻辑门的理解,并通过实际操作提升实验者的动手能力和解决问题的能力。

实验中,我们掌握了组合逻辑电路的基本原理,并成功设计了多个功能不同的组合逻辑电路。

引言:组合逻辑电路是由多个逻辑门组成的电路,其输出只取决于当前的输入。

在数字电路中,组合逻辑电路是最基本的构建模块,常用于实现各种逻辑功能,如加法器、减法器、多路选择器等。

因此,掌握组合逻辑电路的设计和实现技巧对于数字电路的学习至关重要。

实验过程:1. 实验准备:在开始实验前,我们先了解了基本的逻辑门,如与门、或门、非门等,并根据实验要求准备所需的元件和工具。

2. 设计逻辑电路:根据实验要求,我们开始设计所需的组合逻辑电路。

首先,我们根据真值表确定逻辑功能,并使用布尔代数化简或卡诺图法简化逻辑表达式。

然后,我们根据简化后的逻辑表达式,逐步设计逻辑电路的电路图。

3. 仿真验证:在进行实际的电路搭建之前,我们使用仿真软件对所设计的电路进行验证。

通过输入各种组合的逻辑输入,观察输出是否符合预期的逻辑功能。

4. 实际搭建:在通过仿真验证后,我们开始使用实际的电子元件搭建电路。

根据电路图,按照正确的连接方式依次连接各个元件,并进行适当的调试和检查,确保电路的正常工作。

5. 测试与分析:完成电路搭建后,我们对电路进行了进一步的测试。

通过输入各种组合的逻辑输入,观察输出是否符合预期的逻辑功能。

同时,我们还对电路的响应时间、功耗等性能进行了测试和分析。

6. 总结与改进:根据实验得到的结果,我们对实验进行了总结和改进。

总结了实验中遇到的问题和解决方法,并提出了对电路性能和设计方法的改进建议。

结论:通过本次实验,我们深入了解了组合逻辑电路的设计和实现过程。

通过实际搭建和测试,我们成功实现了多个功能不同的组合逻辑电路,并对电路的性能进行了评估。

实验过程中,我们不仅提升了动手能力和解决问题的能力,也加深了对数字电路和逻辑门的理解。

实验一组合逻辑电路的设计

实验一组合逻辑电路的设计

实验一 组合逻辑电路的设计一、实验目的:1、 掌握组合逻辑电路的设计方法。

2、 掌握组合逻辑电路的静态测试方法。

3、 加深FPGA 设计的过程,并比较原理图输入和文本输入的优劣。

4、 理解“毛刺”产生的原因及如何消除其影响。

5、 理解组合逻辑电路的特点。

二、实验的硬件要求:1、 EDA/SOPC 实验箱。

2、 计算机。

三、实验原理1、组合逻辑电路的定义数字逻辑电路可分为两类:组合逻辑电路和时序逻辑电路。

组合逻辑电路中不包含记忆单元(触发器、锁存器等),主要由逻辑门电路构成,电路在任何时刻的输出只和当前时刻的输入有关,而与以前的输入无关。

时序电路则是指包含了记忆单元的逻辑电路,其输出不仅跟当前电路的输入有关,还和输入信号作用前电路的状态有关。

通常组合逻辑电路可以用图1.1所示结构来描述。

其中,X0、X1、…、Xn 为输入信号, L0、L1、…、Lm 为输出信号。

输入和输出之间的逻辑函数关系可用式1.1表示: 2、组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计任务是根据给定的逻辑功能,求出可实现该逻辑功能的最合理组 合电路。

理解组合逻辑电路的设计概念应该分两个层次:(1)设计的电路在功能上是完整的,能够满足所有设计要求;(2)考虑到成本和设计复杂度,设计的电路应该是最简单的,设计最优化是设计人员必须努力达到的目标。

在设计组合逻辑电路时,首先需要对实际问题进行逻辑抽象,列出真值表,建立起逻辑模型;然后利用代数法或卡诺图法简化逻辑函数,找到最简或最合理的函数表达式;根据简化的逻辑函数画出逻辑图,并验证电路的功能完整性。

设计过程中还应该考虑到一些实际的工程问题,如被选门电路的驱动能力、扇出系数是否足够,信号传递延时是否合乎要求等。

组合电路的基本设计步骤可用图1.2来表示。

3、组合逻辑电路的特点及设计时的注意事项①组合逻辑电路的输出具有立即性,即输入发生变化时,输出立即变化。

(实际电路中图 1.1 组合逻辑电路框图L0=F0(X0,X1,²²²Xn)² ² ²Lm=F0(X0,X1,²²²Xn)(1.1)图 1.2 组合电路设计步骤示意图图还要考虑器件和导线产生的延时)。

实验一组合逻辑电路设计(含门电路功能测试)

实验一组合逻辑电路设计(含门电路功能测试)

实验一组合逻辑电路设计(含门电路功能测试)一、实验目的1.掌握常用门电路的逻辑功能2.掌握小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法3.掌握组合逻辑电路的功能测试方法二、实验设备与器材数字电路试验箱双踪示波器稳压电源数字多用表74LS20 二4输入与非门74LS00 四2输入与非门74LS10 三3输入与非门三、实验原理TTL集成逻辑电路种类繁多,使用时应对选用的器件做简单逻辑功能检查,保证实验的顺利进行。

测试门电路逻辑功能有静态测试和动态测试两种方法。

静态测试时,门电路输入端加固定的高(H)、低电平,用示波器、万用表、或发光二极管(LED)测出门电路的输出响应。

动态测试时,门电路的输入端加脉冲信号,用示波器观测输入波形与输出波形的同步关系。

下面以74LS00为例,简述集成逻辑门功能测试的方法。

74LS00为四输入2与非门,电路图如3-1所示。

74LS00是将四个二输入与非门封装在一个集成电路芯片中,共有14条外引线。

使用时必须保证在第14脚上加+5V电压,第7脚与底线接好。

整个测试过程包括静态、动态和主要参数测试三部分。

表3-1 74LS00与非门真值表A B C0010111011101.门电路的静态逻辑功能测试静态逻辑功能测试用来检查门电路的真值表,确认门电路的逻辑功能正确与否。

实验时,可将74LS00中的一个与非门的输入端A、B分别作为输入逻辑变量,加高、低电平,观测输出电平是否符合74LS00的真值表(表3-1)描述功能。

测试电路如图3-2所示。

试验中A、B输入高、低电平,由数字电路实验箱中逻辑电平产生电路产生,输入F可直接插至逻辑电平只是电路的某一路进行显示。

仿真示意2.门电路的动态逻辑功能测试动态测试用于数字系统运行中逻辑功能的检查,测试时,电路输入串行数字信号,用示波器比较输入与输出信号波形,以此来确定电路的功能。

实验时,与非门输入端A加一频率为1kHz 的脉冲信号Vi,如图3-3所示,另一端加上开关信号,观测F输出波形是否符合功能要求。

实验1组合逻辑电路的设计与测试

实验1组合逻辑电路的设计与测试

实验1组合逻辑电路的设计与测试
一、实验目的
掌握组合逻辑电路的设计与测试方法
二、实验原理
1、组合电路的一般步骤如图
2、组合逻辑电路设计举例
用“与非”门设计一个表决电路。

当四个输入端中有三个或四个为“1”时,输出端才为“1”。

D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
A 0
B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
C 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
Z 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1
DA
00 01 11 10
BC
00
01 1
11 1 1 1
10 1
表5-5-2
由卡诺图得出逻辑表达式,并演化成“与非”的形式
Z =ABC +BCD +ACD +ABD
=ABC ACD BCD ABC ⋅⋅⋅
图5-5-1
表决逻辑电路
按图5-5-2接线,输入端A 、B 、C 、D 接至逻辑开关输出插口,输出端Z 接逻辑电平显示输入插口,按真值表(自拟)要求,逐次改变输入变量,测量相应的输出值,验证逻辑功能,与表5-5-1进行比较,验证所设计的逻辑电路是否符合要求。

三、实验设备与器件
1、 +5V 直流电源
2、 逻辑电平开关
3、 逻辑电平显示器
4、 直流数字电压表
5、 74LS00 74LS20 cc4070
四、实验内容
1用与非门设计半加器
2用与非和异或门设计半加器
3用与非和异或设计全加器。

组合逻辑电路的设计实验报告

组合逻辑电路的设计实验报告

组合逻辑电路的设计实验报告The document was finally revised on 2021实验一组合逻辑电路的设计1.实验目的1,掌握组合逻辑电路的功能分析与测试2,学会设计以及实现一位全/减加器电路,以及舍入与检测电路设计。

2.实验器材74LS00 二输入四与非门74LS04 六门反向器74LS10 三输入三与非门74LS86 二输入四异或门74LS73 负沿触发JK触发器74LS74 双D触发器3.实验内容1>.设计舍入与检测的逻辑电路:1. 输入:4位8421码,从0000-1001输入信号接4个开关,从开关输入。

2. 输出:当8421码>=0101(5)时,有输出F1=1当8421码中1的个数是奇数时,有输出F2=1,2>,设计一位全加/全减器如图所视:电路框图当s=1,时做减法运算,s=0时做加法运算。

A,B,C分别表示减数,被减数,借位(加数,被加数,进位)4.实验步骤1>.设计一个舍入与检测逻辑电路:做出真值表:作出卡诺图,并求出F1,F2根据F1F2的表达式做出电路图:按照电路图连接号电路,并且验证结果是否与设计相符。

2,>设计一位全加/全减器做出真值表:F1的卡诺图F1卡诺图:F2的卡诺图按照电路图连接号电路,并且验证结果是否与设计相符。

5.实验体会通过这次试验,我了解了用仪器拼接电路的基本情况。

懂得了从电路图到真实电路的基本过程。

在连接的时候,很容易因为线或者门出现问题。

数字电路仿真实验报告

数字电路仿真实验报告

数字电路仿真实验报告姓名:学号:班级:实验一组合逻辑电路设计与分析 (4)1.实验目的 (4)2.实验原理 (4)3.实验电路及步骤 (4)4.思考题 (7)5.实验心得 (9)实验二编码器、译码器电路仿真实验 (10)1.实验目的 (10)2.实验原理 (10)3.实验电路及步骤 (10)3.1电路 (10)3.2 步骤 (11)4.思考题 (13)5.实验心得 (15)实验三竞争冒险电路仿真实验 (16)1.实验目的 (16)2.实验原理 (16)3.实验电路及步骤 (16)3.1电路 (16)3.2步骤 (17)4.思考题 (23)5.实验心得 (25)实验四触发器电路仿真实验 (26)1.实验目的 (26)2.实验原理 (26)3.实验电路及步骤 (26)3.1电路 (27)3.2步骤 (28)4.思考题 (29)5.实验心得 (31)实验五计数器电路仿真实验 (32)1.实验目的 (32)2.实验原理 (32)3.实验电路及步骤 (33)3.1电路 (33)3.2步骤 (35)4.思考题 (38)5.实验心得 (42)实验六任意N进制数电路仿真实验 (43)1. 实验目的 (43)2. 实验原理 (43)3. 实验电路和步骤 (43)4. 思考题 (46)5.实验心得 (50)实验七数字抢答器的设计 (51)1. 设计任务与要求 (51)2. 预习要求 (51)3. 设计原理与参考电路 (51)4. 实验内容及方法 (52)5. 实验报告及心得: (54)6. 思考题 (54)实验一组合逻辑电路设计与分析1.实验目的(1)学会组合逻辑电路的特点;(2)利用逻辑转换仪对组合逻辑电路进行分析与设计。

2.实验原理组合逻辑电路是一种重要的数字逻辑电路:特点是任何时刻的输出仅仅取决于同一时刻输入信号的取值组合。

根据电路确定功能,是分析组合逻辑电路的过程,一般按图1-1所示步骤进行分析。

组合逻辑电路逻辑表达式最简表达式真值表确切电路功能图1-1 组合逻辑电路的分析步骤根据要求求解电路,是设计组合逻辑电路的过程,一般按图1-2所示步骤进行设计。

组合逻辑电路的分析与设计实验报告

组合逻辑电路的分析与设计实验报告

组合逻辑电路的分析与设计实验报告实验名称:组合逻辑电路的分析与设计实验目的:通过实验了解组合逻辑电路的基本原理,掌握组合逻辑电路的分析与设计方法。

实验原理:1.组合逻辑电路:由与门、或门、非门等逻辑门电路按一定连接方式组成的电路。

2.逻辑门:与门、或门、非门是组合逻辑电路的基本构建模块,能实现逻辑运算。

-与门:只有所有输入信号都为1时,输出为1;否则输出为0。

-或门:只要任一输入信号为1时,输出为1;否则输出为0。

-非门:输入信号为1时,输出为0;输入信号为0时,输出为1实验步骤:1.分析给定的组合逻辑电路图,理清输入和输出的关系。

2.根据电路图,根据所学的逻辑门原理,推导出真值表。

3.根据真值表,使用卡诺图简化逻辑表达式,并进行逻辑代数运算,得出最简化的逻辑表达式。

4.使用逻辑表达式进行电路设计,画出电路图。

5. 使用工具软件(如LogicWorks等)进行电路模拟分析,验证电路的正确性。

6.根据实际需求,对电路进行优化设计。

实验结果与分析:1.根据给定的组合逻辑电路图,进行逻辑分析和设计,得出最简化的逻辑表达式和电路设计图。

2. 使用LogicWorks等工具软件进行模拟分析,验证电路的正确性。

3.根据分析结果,可进行电路优化设计,提高电路的性能和可靠性。

实验结论:通过本次实验,我们深入了解了组合逻辑电路的基本原理和设计方法。

通过逻辑分析和设计,我们能够得到最简化的逻辑表达式和电路设计图,并能使用工具软件进行模拟分析验证。

实验结果表明,组合逻辑电路能够实现所需的逻辑功能,并能根据实际需求进行优化设计。

组合逻辑电路的分析与设计是数字电路领域的重要工作,对于实际应用中的系统设计和实现具有重要意义。

组合逻辑电路的设计实验报告

组合逻辑电路的设计实验报告

组合逻辑电路的设计实验报告摘要:本次实验以组合逻辑电路的设计为主题,通过使用门电路和逻辑元件,构建和测试了一个复杂的逻辑电路。

实验结果表明,我们成功地设计出了一个功能稳定、正确运行的组合逻辑电路。

本实验的目的是培养学生对于数字逻辑和组合电路设计的理解能力,提高学生的实践能力和创新意识。

一、引言组合逻辑电路是由多个门电路和逻辑元件组成的数字电路。

设计和实现一个功能稳定、正确运行的组合逻辑电路对于电子工程专业的学生来说是至关重要的。

本实验通过组合逻辑电路的设计和实验,旨在加深学生对逻辑电路设计原理的理解,提高他们的实践能力。

二、实验材料和方法1.实验材料:门电路芯片、逻辑元件、电源、示波器、电路板等。

2.实验方法:(1)根据实验要求,准备所需的材料和工具。

(2)根据设计要求和逻辑关系,选择合适的门电路芯片和逻辑元件进行组合。

(3)按照设计图纸,将电路连接好,确保每个元件的引脚正确连接。

(4)将电源接入电路板,同时将示波器连接至所需的信号端口。

(5)打开电源,观察示波器上的信号输出情况,检查电路的运行状态。

(6)记录实验结果和观察到的现象。

三、实验结果我们设计的组合逻辑电路是一个基于门电路实现的计数器电路。

电路由多个与门、或门和触发器构成,通过时钟信号进行计数。

实验中,我们观察到电路的输出信号在时钟脉冲信号的驱动下能够正确计数,并在达到特定计数值后正确地复位。

通过实验,我们成功地设计出了一个功能稳定、正确运行的组合逻辑电路。

在测试过程中,我们对电路进行了多次测试和调试,确保了电路的稳定性和正确性。

四、实验分析通过本次实验,我们巩固了对组合逻辑电路设计原理的理解。

我们深入了解了与门、或门、触发器等逻辑元件的原理和功能,并通过实践掌握了它们的用法和连接方式。

在实验的过程中,我们遇到了一些困难和问题。

例如,当连接电路时,我们发现几个引脚的连接不正确,导致电路无法正常工作。

通过仔细检查和调试,我们最终找到了问题的原因并解决了它。

实验一 组合逻辑电路的设计与测试

实验一   组合逻辑电路的设计与测试

实验一 组合逻辑电路的设计与测试一、实验目的掌握组合逻辑电路的设计与测试方法 二、实验原理1、 使用中、小规模集成电路来设计组合电路是最常见的逻辑电路。

设计组合电路的一般步骤如图所示。

图1-1 组合逻辑电路设计流程图根据设计任务的要求建立输入、输出变量,并列出真值表。

然后用逻辑代数或卡诺图化简法求出简化的逻辑表达式。

并按实际选用逻辑门的类型修改逻辑表达式。

根据简化后的逻辑表达式,画出逻辑图,用标准器件构成逻辑电路。

最后,用实验来验证设计的正确性。

2、 组合逻辑电路设计举例用“与非”门设计一个表决电路。

当四个输入端中有三个或四个为“1”时,输出端才为“1”。

设计步骤:根据题意列出真值表如表1-1所示,再填入卡诺图表1-2中。

表1-1表1-2由卡诺图得出逻辑表达式,并演化成“与非”的形式 Z =ABC +BCD +ACD +ABD=ABC ACD BCD ABC ⋅⋅⋅图1-2 表决电路逻辑图用实验验证逻辑功能在实验装置适当位置选定三个14P插座,按照集成块定位标记插好集成块CC4012。

按图1-2接线,输入端A、B、C、D接至逻辑开关输出插口,输出端Z接逻辑电平显示输入插口,按真值表(自拟)要求,逐次改变输入变量,测量相应的输出值,验证逻辑功能,与表1-1进行比较,验证所设计的逻辑电路是否符合要求。

三、实验设备与器件1、+5V直流电源2、逻辑电平开关3、逻辑电平显示器4、直流数字电压表5、 CC4011×2(74LS00) CC4012×3(74LS20) CC4030(74LS86)四、实验内容(预习课本P192)1、设计用与非门组成的半加器电路。

要求按本文所述的设计步骤进行,直到测试电路逻辑功能符合设计要求为止。

2、设计一个一位全加器,要求用异或门和与非门组成。

五、实验预习要求1、根据实验任务要求设计组合电路,并根据所给的标准器件画出逻辑图。

2、如何用最简单的方法验证“与或非”门的逻辑功能是否完好?3、“与或非”门中,当某一组与端不用时,应作如何处理?六、实验报告1、列写实验任务的设计过程,画出设计的电路图。

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实验一、组合逻辑电路的设计与测试
一、实验目的
1、学会查阅数字芯片数据手册,掌握集成芯片的逻辑功能,了解芯片主要参数。

2、熟悉常用仪器如函数发生器,台式数字万用表及数字示波器的使用方法,熟悉电压、电流等参数测量。

3、掌握组合逻辑电路的设计与测试方法。

4、认识竞争冒险现象,加深对竞争冒险现象产生的理解,学会消除竞争冒险。

二、实验仪器
直流稳压电源 、面包板及插线、数字示波器、台式数字万用表、函数信号发生器及相关芯片:74LS00、74LS20、74LS86、74LS04、 74LS02 、74LS08、发光二极管和少量阻容器件。

三、数字电路实验步骤
1、查阅与实验相关芯片资料,从.21icsearch.下载芯片数据手册。

2、列表,列出相关标准参数。

3、测试方案设定,画出电路原理图,并用multisim10软件进行功能仿真测试。

如何设计电路实现题设要求的逻辑功能,选择哪款芯片?考虑仪器、供电电源等各种误差,如何能测量准确?
4、在实验室面包板上搭建系统、调试电路,测试逻辑功能,测量数据,绘制波形,并进行误差分析。

5、按要求完成实验报告 四、实验任务
1、查阅实验过程中所用芯片技术手册,给出相关技术指标和逻辑功能真值表,画出芯片物理与逻辑引脚图。

2、验证74LS00的逻辑功能,自行设计电路测试 V OL 、V OH 、 I CCL 、I CCH 等参数。

低电平输出电源电流I CCL 和高电平输出电源电流I CCH 说明:
芯片处于不同的工作状态,电源提供的电流是不同的。

以与非门为例,I CCL 是指所有输入端悬空,输出端空载时,芯片输出低电平时电源提供器件的电流。

I CCH 是指输出端空载,每个门各有一个以上的输入端接地,其余输入端悬空,芯片输出高电平时电源提供给器件的电流。

通常I CCL >I CCH ,它们的大小标志着器件静态功耗的大小。

器件的最大功耗为P CCL =V CC I CCL 。

手册中提供的电源电流和功耗值是指整个器件总的电源电流和总的功耗。

引脚图:
7400芯片物理与逻辑引脚图:
7486芯片物理与逻辑引脚图:
7404芯片物理与逻辑引脚图:
7402芯片物理与逻辑引脚图:
验证74LS00的逻辑功能
(1)电路图:
U3A
7400N
A
B
Y
VCC
5V
R3
10kΩ
R4
10kΩ
S1
1
XSC1
A B
Ext Trig
+
+
_
_+_
仿真结果:

V OL 、V
OH
、I
CCL
、I
CCH
测量值
V OL (V)V
OH
(V)I
CCL
(mA)I
CCH
(mA)
理论值0.2 3.4 12 4
测量值
表1.1
3、用所提供的芯片设计1位半加器、1位全加器和1位数值比较器电路。

按设计逻辑图搭建电路测试电路逻辑功能。

1位半加、全加器和数值比较器电路设计
(1)1位半加器
电路图:
U1A
7486N
A
B
5V
R1
10kΩ
R2
10kΩ
S2
1
U4B
7400N
U2A
7404N
AB 仿真结果:
(2)1位全加器
电路图:
U1A
7486N
A
B
AB
U4B
7486N
C
S
U5A
7402N
U6A
7404N
Co 5V
R1
10kΩ
R2
10kΩ
R3
10kΩ
S1
U7A
7400N
U7B
7400N
U6B
7404N
U6C
7404N
仿真结果:
(3)数值比较器
电路图:
1位数值比较器
U1A
7404N
U1B
7404N
U3A
7402N
A
B
Fa>b
Fa=b
Fa<b
1位数值比较器
5V
R1
10kΩ
R2
10kΩ
S2
1
U4A
7400N
U4B
7400N
U1C
7404N
U1D
7404N
仿真结果:
.
.
. . .
4、自行设计组合逻辑电路观察竞争冒险现象,并用输出并联电容法消除错误脉冲。

值得注意的是因为每级门电路的传输延迟时间是ns 级,时间非常短,示波器中不好观察,所以设计电路时可适当多增加几级传输延迟,譬如7级。

同时用示波器观察时选择好触发档位,用us 级的时间档观察尖峰窄脉冲。

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