(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、74LS161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（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错误!未找到引用源。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

MULTIPLEXER

1C1

1GN 1C02C02GN 2C21C21C3B A 2C12C3

1Y 2Y

74153

inst6

（一）密码锁

1． 设计要求：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。（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。

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。

输入输出

S1 S2’+S3’A2 A1 A0 Y0’Y1’Y2’Y3’Y4’Y5’Y6’Y7’0 ×××× 1 1 1 1 1 1 1 1 × 1 ××× 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

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。

AG

RG

RA

G

A

R

Z+

+

+

='

'

'

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。