数字电子技术EWB仿真实验 实验04 组合逻辑电路 设计与调试 13页
数字电子技术仿真实验报告
数字电子技术仿真实验报告电气工程学院08级2班目录实验一：组合逻辑电路设计与分析 (3)一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)三、实验电路及步骤 (3)四、思考题： (5)实验二编码器、译码器电路仿真实验 (8)一、实验目的 (8)二、实验原理 (8)三、实验步骤 (8)四、思考题： (9)实验三竞争冒险电路仿真 (12)一、实验目的 (12)二、实验原理 (12)三、实验步骤 (12)四、思考题： (17)实验四触发器电路仿真实验 (19)一、实验目的 (19)二、实验原理 (19)三、实验步骤 (19)四、思考题： (21)实验五计数器电路仿真实验 (23)一、实验目的 (23)二、实验原理 (23)三、实验步骤 (23)四、思考题 (26)实验六任意N进制计数器电路仿真实验 (29)一、实验目的 (29)二、实验原理 (29)三、实验步骤 (29)四、思考题 (32)实验七数字抢答器设计 (35)一．设计任务与要求 (35)二．预习要求 (35)三、设计原理与参考电路 (35)四、实验内容及方法 (38)五、实验报告 (38)六、思考题 (38)七、心得与体会 (38)实验一：组合逻辑电路设计与分析一、实验目的1、学习掌握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二、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。
一般的分析步骤为：有组合逻辑电路推导出逻辑表达式，将逻辑表达式化简得到最简表达式，将最简表达式列表得到对应真值表，将真值表分析确定该电路的功能。
根据要求求解电路，是设计组合电路的过程，步骤为：将提出的问题进行分析得到该问题的真值表，将真值表进行归纳得到逻辑表达式，逻辑表达式化简变换后得到求解的逻辑图。
逻辑转换仪是Multisim 软件中常用的数字逻辑电路设计和分析的仪器，使用方便、简洁。
数字电子技术仿真实验教程课程设计 (2)
数字电子技术仿真实验教程课程设计1. 简介数字电子技术是电子工程中一个重要的分支，主要涉及数字电路的设计、分析、测试和仿真。
本教程将介绍数字电子技术仿真实验的设计过程，帮助学生更好地理解数字电路设计的原理和方法。
在本课程设计中，我们将使用基于Verilog HDL的仿真软件Quartus II进行仿真实验。
学生需要结合课程中的理论知识和实际操作，通过仿真实验来掌握数字电子技术的基本原理和仿真方法。
2. 实验内容本课程设计分为四个部分，包括数字逻辑电路设计、计数器设计、寄存器设计和有限状态机设计。
每个部分都包含了特定的实验内容和仿真要求。
2.1 数字逻辑电路设计在数字逻辑电路设计中，我们将学习数字逻辑电路的基本概念和常用门电路的设计方法。
学生需要用Verilog HDL设计基本门电路，如与门、或门、非门和异或门，并通过仿真实验验证设计的正确性。
2.2 计数器设计在计数器设计中，我们将介绍计数器的基本原理和设计方法。
学生需要利用Verilog HDL设计二进制计数器并验证其正确性，同时还需设计和实现一个异步复位功能。
2.3 寄存器设计在寄存器设计中，我们将介绍寄存器的基本概念和设计方法。
学生需要使用Verilog HDL设计一个简单的移位寄存器，并通过仿真实验进行验证。
2.4 有限状态机设计在有限状态机设计中，我们将介绍有限状态机的概念、分类和设计方法。
学生需要利用Verilog HDL设计一个简单的有限状态机，并进行仿真实验验证其正确性。
3. 实验要求和评分标准每个部分的实验都有特定的要求和评分标准。
在完成每个实验之后，学生需要提交实验报告，包括设计过程、仿真结果及详细说明。
学生的实验报告将会被评分，评分标准包括实验具体要求、实验设计的难度和设计的正确性等。
所有实验完成后，学生需要提交整个课程的综合实验报告，总评分就是综合实验报告的评分。
4. 结论数字电子技术仿真实验课程设计是一个重要的实验课程，通过本课程设计，学生能够更好地理解数字电路设计的原理和方法，掌握基本的设计技术和仿真方法。
实验四 组合逻辑电路设计
实验四组合逻辑电路设计一、实验目的1、掌握组合逻辑电路的设计方法。
2、掌握实现组合逻辑电路的连接和调试方法。
3、通过功能验证锻炼解决实际问题的能力。
二、实验任务1、用基本门电路设计一个四变量的多数表决电路。
2、设计一个车间开工启动控制电路。
3、设计一个加减器。
4、试设计一个8421BCD码的检码电路。
5、用Multisim8进行仿真，并在实验仪器上实现。
三、实验原理组合逻辑电路是数字系统中逻辑电路形式的一种，它的特点是：电路任何时刻的输出状态只取决于该时刻输入信号（变量）的组合，而与电路的历史状态无关。
组合逻辑电路的设计是在给定问题（逻辑命题）情况下，通过逻辑设计过程，选择合适的标准器件，搭接成实验给定问题（逻辑命题）功能的逻辑电路。
通常，设计组合逻辑电路按下述步骤进行。
其流程图如。
（1）列真值表。
设计的要求一般是用文字来描述的。
设计者很难由文字描述的逻辑命题直接写出逻辑函数表达式。
由于真值表在四种逻辑函数表示方法中，表示逻辑功能最为直观，故设计的第一步为列真值表。
首先，对命题的因果关系进行分析，“因”为输入，“果”为输出，即“因”为逻辑变量，“果”为逻辑函数。
其次，对逻辑变量赋值，即用逻辑0和逻辑1分别表示两种不同状态。
最后，对命题的逻辑关系进行分析，确定有几个输入，几个输出，按逻辑关系列出真值表。
（2）由真值表写出逻辑函数表达式。
（3）对逻辑函数进行化简。
若由真值表写出的逻辑函数表达式不最简，应利用公式法或卡诺图法进行逻辑函数化简，得出最简式。
如果对所用器件有要求，还需将最简式转换成相应的形式。
（4）按最简式画出逻辑电路图。
图3.4.1 组合逻辑电路设计流程图通常情况下的逻辑设计都是在理想情况下进行的，但是由于半导体参数的离散性以及电路存在过渡过程，造成信号在传输过程中通过传输线或器件都需要一个响应时间——延迟。
所以，在理想情况下设计出的电路有时在实际应用中会出现一些错误，这就是组合逻辑电路中的竞争与冒险，应在逻辑设计中要特别注意的。
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！。
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
EWb数字逻辑实验指导
基于Electronic Workbench 虚拟电子实验室的数字逻辑实验指导书郭迪新编二○○五年一月目录EWB数字电路概述实验一、基本门电路的测试实验二、编码器电路分析测试实验三、译码器电路分析测试实验四、加法器设计实验五、用MSI设计组合逻辑实验六、触发器电路分析测试实验七、移位寄存器电路设计实验八、二进制计数器电路设计实验九、十进制计数器电路设计实验十、555单稳态触发器电路设计实验十一、555多谐振荡器电路设计数字电路实验项目表EWB数字电路实验概述EWB英文全称Electronics Workbench，是一种电子电路计算机仿真设计软件，北称为电子设计工作平台或虚拟电子实验室。
它是加拿大Interactive Image Technologies Ltd.公司于1988年开发的，它以SPICE为基础，具有如下突出的特点：1、EWB具有集成化、一体化的设计环境2、EWB具有专业的原理图输入工具3、EWB具有真实的仿真平台4、EWB具有强大的分析工具5、EWB具有完整、精确的元件模型本实验指导书所列入的实验是建立在EWB平台上的，在普通微机上完成的实验。
要求实验者首先要熟悉EWB的基本操作。
实验目的：掌握门电路IC的测试方法；熟悉门电路的逻辑功能；熟悉虚拟实验实验条件普通微机、Electronic Workbench软件、虚拟门电路IC实验要求1、要求在实验前熟悉Electronic Workbench软件的基本使用；2、预习课程相关内容、查阅有关门电路IC的资料；3、认真填写实验报告实验原理按照各类门电路的逻辑功能，将输入端接上逻辑电平，对照门电路逻辑功能的真值表进行测试。
实验步骤1、画出非门、与门、或门、异或门的逻辑符号图及对应的真值表；2、在Electronic Workbench软件的操作界面中安装有关元件，并连接有关线路。
用开关接逻辑电平作为门电路的输入，用指示灯连接门电路的输出端作为输出电平指示；3、对照门电路的真值表一一进行测试，并记录；4、整理分析实验结果。
实验4 组合逻辑电路设计
实验四组合逻辑电路研究（设计性实验）一、实验目的1．掌握用SSI器件实现组合逻辑电路的方法。
2．熟悉各种MSI组合逻辑器件的工作原理和引脚功能。
3．掌握用MSI组合逻辑器件实现组合逻辑电路的方法。
4．进一步熟悉测试环境的构建和组合逻辑电路的测试方法。
二、实验所用仪器设备1．Multisim10中的虚拟仪器2．Quartus II中的功能仿真工具3．GW48-EDA实验开发系统三、实验说明1. 组合逻辑电路的设计一般可按以下步骤进行（1）逻辑抽象：将文字描述的逻辑命题转换成真值表。
（2）选择器件类型：根据命题的要求和器件的功能决定采用哪种器件。
（3）根据真值表和所选用的逻辑器件写出相应的逻辑表达式：当采用SSI集成门电路设计时，为了使电路最简，应将逻辑表达式化简，并变换成与门电路相对应的最简式；当采用MSI组合逻辑器件设计时，则不用化简，只需将由最小项构成的函数式变换成MSI器件所需要的函数形式。
（4）根据化简或变换后的逻辑表达式及选用的逻辑器件画出逻辑电路图。
2. 常见的SSI和MSI的型号（1）常见的SSI：四2输入异或门74LS86，四2输入与非门74LS00，六非门74LS04，二4输入与非门74LS20，四2输入或非门74LS02，四2输入与门74LS08等。
（2）常见的MSI：二2-4译码器74LS139，3-8译码74LS138，4-16译码器74LS154，8-3线优先编码器74LS148，七段字符译码器74LS248，四位全加器74LS283，四2选1数据选择器74LS157，双4选1数据选择器74LS153，8选1数据选择器74LS151，16选1数据选择器74LS150等。
四、实验内容（一）基本命题1．设计一个多输出的逻辑网络，它的输入是8421BCD码，它的输出定义为：（1）F1：检测到输入数字能被3整除。
（2）F2：检测到输入数字大于或等于4。
（3）F3：检测到输入数字小于7。
数字电子技术EWB仿真实验 实验04 组合逻辑电路 设计与调试 13页
实验四 组合逻辑电路 设计与调试
一、实验目的其设计方 法。 2.掌握组合逻辑电路的调试方法。 掌握组合逻辑电路的调试方法。 掌握组合逻辑电路的调试方法
真值表（参考） 真值表（参考）
电路原理图（参考） 电路原理图（参考）
实物联接图（参考） 实物联接图（参考）
2、用数据选择器设计逻辑电路 、
设计一个4位数码的奇偶校验电路。 设计一个 位数码的奇偶校验电路。 位数码的奇偶校验电路 奇校验电路的功能是判奇， 奇校验电路的功能是判奇，即输入信号 的个数为奇数时电路输出为“ 中 1 的个数为奇数时电路输出为“1” ， 反之输出为 “0”。偶校验电路的功能是 。 判偶， 判偶，即输入信号中 1 的个数为数偶时 电路输出为“ 电路输出为“1” ，反之输出为 “0”。 。 。
1.
用与非门设计逻辑电路
用与非门设计一个监视交通灯工作 状态的逻辑电路。每组灯信号由红、 状态的逻辑电路。每组灯信号由红、黄、 绿三种灯组成， 分别表示红、 绿三种灯组成，用R、Y、G分别表示红、 、 、 分别表示红 绿三个灯的工作状态， 黄、绿三个灯的工作状态，并规定灯亮 时为“1”，不亮时为“0”。正常工作情况 时为“ ，不亮时为“ 。 种灯亮， 下，任何时间必有 1 种灯亮，且只允许 种灯亮，否则为故障。 有 1 种灯亮，否则为故障。出现故障应 自动报警,用 表示故障信号 表示故障信号,正常工作时 自动报警 用L表示故障信号 正常工作时 L为“0”,发生故障时 为“1”。 发生故障时L为 为 发生故障时 。
真值表（参考） 真值表（参考）
电路原理图（参考） 电路原理图（参考）
实物联接图（参考） 实物联接图（参考）
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真值表（参考） 真值表（参考）
电路原理图（参考） 电路原理图（参考）
实物联接图（参考） 实物联接图（参考）
2、用数据选择器设计逻辑电路 、
设计一个4位数码的奇偶校验电路பைடு நூலகம் 设计一个 位数码的奇偶校验电路。 位数码的奇偶校验电路 奇校验电路的功能是判奇， 奇校验电路的功能是判奇，即输入信号 的个数为奇数时电路输出为“ 中 1 的个数为奇数时电路输出为“1” ， 反之输出为 “0”。偶校验电路的功能是 。 判偶， 判偶，即输入信号中 1 的个数为数偶时 电路输出为“ 电路输出为“1” ，反之输出为 “0”。 。 。
实验四 组合逻辑电路 设计与调试
一、实验目的
1.学会组合逻辑电路的实验分析及其设计方 学会组合逻辑电路的实验分析及其设计方 法。 2.掌握组合逻辑电路的调试方法。 掌握组合逻辑电路的调试方法。 掌握组合逻辑电路的调试方法
二、实验仪器及设备
1.数字逻辑实验台 数字逻辑实验台 1台 台 2.数字万用表 1块 数字万用表 块 3.元器件 3.元器件： 74LS00 74LS20 各4片， 元器件： 4片 74LS151 74LS138 各1片， 片 逻辑开关 1个 个 导线若干
真值表（参考） 真值表（参考）
电路原理图（参考） 电路原理图（参考）
实物联接图（参考） 实物联接图（参考）
五、实验步骤与要求
1. 按设计要求进行设计并画出逻辑电路 图。 2. 按电路图连接实验线路。 按电路图连接实验线路 实验线路。 3. 测试实验结果，并列表整理实验数据。 测试实验结果 并列表整理实验数据。 实验结果， 4. 实验总结，得出结论。 实验总结，得出结论。 5. 总结设计组合逻辑电路的一般方法。 总结设计组合逻辑电路的一般方法。 6. 填写设计报告。 填写设计报告。
1.
用与非门设计逻辑电路
用与非门设计一个监视交通灯工作 状态的逻辑电路。每组灯信号由红、 状态的逻辑电路。每组灯信号由红、黄、 绿三种灯组成， 分别表示红、 绿三种灯组成，用R、Y、G分别表示红、 、 、 分别表示红 绿三个灯的工作状态， 黄、绿三个灯的工作状态，并规定灯亮 时为“1”，不亮时为“0”。正常工作情况 时为“ ，不亮时为“ 。 种灯亮， 下，任何时间必有 1 种灯亮，且只允许 种灯亮，否则为故障。 有 1 种灯亮，否则为故障。出现故障应 自动报警,用 表示故障信号 表示故障信号,正常工作时 自动报警 用L表示故障信号 正常工作时 L为“0”,发生故障时 为“1”。 发生故障时L为 为 发生故障时 。
三、实验内容
1.分析实际问题，根据给定的逻辑要求及 分析实际问题， 分析实际问题 逻辑问题列出真值表。 逻辑问题列出真值表。 2.根据真值表写出组合电路的逻辑函数表 根据真值表写出组合电路的逻辑函数表 达式并化简。 达式并化简。 3.根据集成芯片的类型变换逻辑函数表达 根据集成芯片的类型变换逻辑函数表达 式并画出逻辑电路图。 式并画出逻辑电路图。 4.检查设计的组合逻辑电路是否存在竞争 检查设计的组合逻辑电路是否存在竞争 冒险，若有则设法消除。 冒险，若有则设法消除。