(Multisim数电仿真)半加器和全加器

(Multisim数电仿真)半加器和全加器

实验3.5 半加器和全加器

一、实验目的：

1．学会用电子仿真软件Multisim7进行半加器和全加器仿真实验。 2．学会用逻辑分析仪观察全加器波形： 3．分析二进制数的运算规律。

4. 掌握组合电路的分析和设计方法。 5．验证全加器的逻辑功能。

二、实验准备：

组合电路的分析方法是根据所给的逻辑电路，写出其输入与输出之间的逻辑关系(逻辑函数表达式或真值表)，从而评定该电路的逻辑功能的方法。一般是首先对给定的逻辑电路，按逻辑门的连接方法，逐一写出相应的逻辑表达式，然后写出输出函数表达式，这样写出的逻辑函数表达式可能不是最简的，所以还应该利用逻辑代数的公式或者卡诺图进行简化。再根据逻辑函数表达式写出

B AB AB A W =..........................................

3.5.1

C WC WC W X =.........................................

3.5.2

A B C D

Y

X

W

&&&&&&&

&&&

&

&

=1

A B

S

C i

&

&例如：设计半加器逻辑电路。

1. 进行逻辑抽象：

如果不考虑的来自低位的进位将两个1位二进制数相加，称为半加。设A 、B 是两个加数，S 是它们的和，Ci 是向高位的进位。则根据二进制数相加的规律，可以写出它们的真值表如表3.5.2所示。

表3.5.2： 输 入 输 出

A B

S Ci 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 2. 写出逻辑函数式：

⎩⎨

⎧=⊕=+=AB

Ci B

A B A B A S ................................................3.5.7

3. 选定器件的类型：

可选异或门来实现半加和；可选两片与非门(或一片与门)实现向高位的进位。如图

三、计算机仿真实验内容：

1. 测试用异或门、与门组成的半加器的逻辑功能：

(1). 按照图3.5.3所示，从电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条中调出所需元件：其中，异或门74LS86N 从“TTL ”库中调出；与门4081BD_5V 从“CMOS ”库中调出。指示灯从电子仿真软件Multisim7基本界面左侧右列虚拟元件库中调出，X1选红灯；X2选蓝灯。

图3.5.3

(2).打开仿真开关，根据表3.5.3改变输入数据进行实验，并将结果填入表内。

输入输出

A B S Ci

0 0

0 1

1 0

1 1

2. 测试全加器的逻辑功能：

(1).从电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条中“CMOS”库中调出或门4071BD_5V、与门4081BD_5V；从“TTL”库中调

出

异

或

门

74

LS

86

D，

组

成

仿真电路如图3.5.4所示。

图3.5.4

(2). 打开仿真开关，根据表3.5.4输入情况实验，并将结果填入表内。

输 入 输 出 A B

1 i C

S i C

0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1

3. 用逻辑分析仪观察全加器波形：

(1). 先关闭仿真开关，在图3.5.4中删除除集成电路以外的其它元件。

(2). 点击电仿真软件Multisim7基本界面右侧虚拟仪器工具条中的“Word Generator ”按钮，如图3.5.5(左图)所示，调出字信号发生器图标(右图)“XWG1”，将它放置在电子平台上。

图3.5.5

(3). 再点击虚拟仪器工具条中的“Logic Analyzer”按钮，如图3.5.6(左图)所示，调出逻辑分析仪图标(右图)“XLA1”，将它放置在电子平台上。

图3.5.6

(4). 连好仿真电路如图3.5.7所示。

图3.5.7

(5). 双击字信号发生器图标“XWG1”，将打开它的放大面板如图3.5.8所示。它是一台能产生32位(路)同步逻辑信号的仪表。按下放大面板的“Controls”栏的“Cycle”按钮，表示字信号发生器在设置好的初始值和终止值之间周而复始地输出信号；单选“Display”栏下的“Hex”表示信号以十六进制显示；“Trigger”栏用于选择触发的方式；“Frequency”栏用于设置信号的频率。

图3.5.8

(6). 按下“Controls”栏的“Set…”按钮，将弹出对话框如图3.5.9所示。单选“Display Type”栏下的16进制“Hex”，再在设置缓冲区大小“Buffer Size”输入“000B”即十六进制的“11”，如图中鼠标手指所示，然后点击对话框右上

角“Accept”回到放大面板。

图3.5.9

(7). 点击放大面板右边8位字信号编辑区进行逐行编辑，从上至下在栏中输入十六进制的00000000~0000000A共11条8位字信号，编辑好的11条8位字信号如图3.5.10所示，最后关闭放大面板。

图3.5.10

(8).打开仿真开关，双击逻辑分析仪图标“XLA1”，将出现逻辑分析仪放大面板如图3.5.11所示。将面板上“Clock”框下“Clock/Div”栏输入12，再点击面板左下角”Reverse”按钮使屏幕变白，稍等扫描片刻，然后关闭仿真开关。