数电实验二组合逻辑电路

数电实验二组合逻辑电路 The following text is amended on 12 November 2020.

实验二 组合逻辑电路

一、实验目的

1.掌握组和逻辑电路的功能测试。

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。 二、实验仪器及器件

1.仪器：数字电路学习机

2.器件：74LS00 二输入端四与非门 3片 74LS86 二输入端四异或门 1片 74LS54 四组输入与或非门 1片 三、实验内容

1.组合逻辑电路功能测试

(1).用2片74LS00按图连线，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，Y1、Y2接发光管电平显示

(3).按表要求，改变A 、B 、C 的状态，填表并写出Y1、Y2的逻辑表达式。 (4).将运算结果与实验比较。

Y1=A+B ，C B B A Y +=2 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。

(1).用异或门和与非门接成以上电路。输入A 、B 接

电平开关，输出Y 、Z 接电平显示。

(2).按表要求改变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SiCi 的卡诺图。

(4).连接电路，测量并填写表各输入 输出

A B C Y1 Y2

0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 输入 输出 A B Y Z 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 A i B i C i-1 Y Z X 1 X 2 X 3 S i C i 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1

S i C i 4.测试用异或门、与或门和非门组成的全

加器的功能。

全加器可以用两个半加器和两个与门一个或门组成，在实验中，常用一块双异或门、一个与或非门和一个与非门实现。

(1).写出用异或门、与或非门和非门实现全加器的逻辑表达式，画出逻辑电路图。

(2).连接电路图，注意“与或非”门中不用的“与门”输入端要接地。 (3).按表记录Si 和Ci 的状态。

1-⊕⊕=i i C B A S ，AB C B A C i i +⊕=-1)(

A i S i

B i

+ C i C i-1A i B i C i-1 S i C i 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1

四、 1.整理实验数据、图表并对实验结果进行分析讨论。 2.总结组合逻辑电路的分析方法。

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

A i

B i

C i-1 00 01 11 10 0 0 1 0 1 1

1

1

A i

B i

C i-1

00 01 11 10 0 0 0 1 0 1

1

1

1

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A i、B i、C i分别为一个加数、另一个加数、低位向本位的进位；S i、C i+1分别为本位和、本位向高位的进位。 A i B i C i S i C i+1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 10 1 1 1 00 1 1 1 1 1 1 2）由表2-1全加器真值表写出函数表达式。

石油大学数电实验

第一次 1. 用一片74ls00分别实现下列逻辑函数：ABC F = ABC F = B A F += B A B A F += （预习时学画出电路原理图） 2. 化简下列函数并用常用门电路实现： C B A BC A ABC ++=F J 第二次 1.用最少的门电路实现三输入变量的奇偶校验电路。当三个输入端有奇数个1时，输出为高，否则为低（预习时画出电路原理图，注明所用芯片型号） 2.用最少的门电路实现1位全加器（预习时画出电路原理图，注明所用芯片型号） 3.设A 、B 、C 、D 是4位二进制数（A 为高位），可用来表示16个十进制数。请设计一逻辑电路，使之能区分下列三种情况： （1）4X 0≤≤ （2）9X 5≤≤ （3）15X 10≤≤ （预习时画出电路原理图，注明所用芯片型号） 第三次 1.用一个3线8线译码器和最少的门电路设计一个奇偶校验电路，要求当输入的四个变量中有偶数个1时输出为1，否则为0（预习时画出电路原理图，注明所用芯片型号） 2.用4选1数据选择器74ls153实现三输入变量的奇偶校验电路。当三个输入端有奇数个1时，输出为高，否则为低（预习时画出电路原理图，注明所用芯片型号） 第四次 1.测试JK 触发器逻辑功能：74LS112是双J-K 触发器，利用实验箱上的0-1电平、高低电平指示和单脉冲测试74LS112上一个J-K 触发器的逻辑功能。自拟实验表格，记录实验结果（预习时查出74LS112的内部结构及管脚分配） 2.测试D 触发器逻辑功能：74LS74是双D 触发器，利用实验箱上的0-1电平、高低电平指示和单脉冲测试74LS74上一个D 触发器的逻辑功能。自拟实验表格，记录实验结果（预习时查出74LS74的内部结构及管脚分配） 第五次 1.用十进制计数器 74LS90实现六进制计数器 2.用74LS161实现10进制计数器，并用两种方法构成6进制计数器，计数循环为0000~0101。

数电实验二：简易计算器(实验报告)

数电实验2实验报告 1、设计修改方案 （1）加入编码器连接4选一数据选择器，控制进行运算的种类 （2）修改了输出端数据选择器的程序，使得当计算器没有任何输入时，结果显示保持为0，并且利用芯片自身的灭零管脚，让显示结果中，当十位为零时，十 位的零不显示。

2、实验数据及分析 （1）修改后电路图（附后） （2）仿真波形 设置输入2个4位二进制数为0110（十进制6）和0010（十进制2），计算方式控制SW[3:0]设为0111，即模拟除法操作，加入时钟信号。 ①模拟除法波形： 可以看到十位（商）的数码管显示中，1、2、3、4、7段亮，显示为数字3，而个位（余数）显示1、2、3、4、5、6段亮，显示数字0，相当于计算出6除2商3余0。满足计算要求。 ②模拟乘法波形：（SW[3:0]设为1011，其他输入同上）

可以看到个位的数码管显示中，1、4、5、6段亮，显示为C(化为十进制为12)，而十位一直显示1、2、3、4、5、6段亮，显示数字0，相当于计算出6乘2等于0C，即等于12。当改变输入4和2是，显示结果为8,。满足计算要求。 ③模拟加法波形：（SW[3:0]设为1101，其他输入同上） 可以看到个位的数码管显示中，1、2、3、4、5、6、7段全亮，显示为数字8，而十位一直显示1、2、3、4、5、6段亮，显示数字0，相当于计算出6加2等于08，即等于8。满足计算要求。 ④模拟减法波形：（SW[3:0]设为1110，其他输入同上） 可以看到个位的数码管显示中，2、3、6、7段亮，显示为数字3，而十位一直显示1、2、3、4、5、6段亮，显示数字0，相当于计算出6减2等于03，即等于3。满足计算要求。 从上面加减乘除四种功能运算的波形仿真可以看出，本实验设计能够正确完成对输入数字的上述四种运算。满足题目要求。

实验六 组合逻辑电路的设计与测试

实验六组合逻辑电路的设计与测试 1．实验目的 (1)掌握组合逻辑电路的设计方法； (2)熟悉基本门电路的使用方法。 (3)通过实验，论证所设计的组合逻辑电路的正确性。 2．实验设备与器材 1)数字逻辑电路实验箱，2)万用表，3)集成芯片74LS00二片。 3．预习要求 (1)熟悉组合逻辑电路的设计方法； (2)根据具体实验任务，进行实验电路的设计，写出设计过程，并根据给定的标准器件画出逻辑电路图，准备实验； (3)使用器件的各管脚排列及使用方法。 4．实验原理 数字电路中，就其结构和工作原理而言可分为两大类，即组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路输出状态只决定于同一时刻的各输入状态的组合，与先前状态无关，它的基本单元一般是逻辑门；时序逻辑电路输出状态不仅与输入变量的状态有关，而且还与系统原先的状态有关，它的基本单元一般是触发器。 (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。设计组合逻辑电路的一般步骤是： 1)根据逻辑要求，列出真值表； 2)从真值表中写出逻辑表达式； 3)化简逻辑表达式至最简，并选用适当的器件； 4)根据选用的器件，画出逻辑电路图。 逻辑化简是组合逻辑设计的关键步骤之一。为了使电路结构简单和使用器件较少，往往要求逻辑表达式尽可能化简。由于实际使用时要考虑电路的工作速度和稳定可靠等因素，在较复杂的电路中，还要求逻辑清晰易懂，所以最简设计不一定是最佳的。但一般来说，在保证速度、稳定可靠与逻辑清楚的前提下，尽量使用最少的器件，以降低成本。 (2)与非门74LS00芯片介绍 与非门74LS00一块芯片内含有4个互相独立的与非门，每个与非门有二个输入端。其逻辑表达式为Y=AB，逻辑符号及引脚排列如图6-1(a)、(b)所示。 (a)逻辑符号(b)引脚排列 图6-1 74LS20逻辑符号及引脚排列 (3)异或运算的逻辑功能 当某种逻辑关系满足：输入相同输出为“0”，输入相异输出为“1”，这种逻辑关系称为“异或”逻辑关系。 (4)半加器的逻辑功能 在加法运算中，只考虑两个加数本身相加，不考虑由低位来的进位，这种加法器称为半加器。 5．实验内容 (1)用1片74LS00与非门芯片设计实现两输入变量异或运算的异或门电路 要求：设计逻辑电路，按设计电路连接后，接通电源，验证运算逻辑。输入端接逻辑开关输出插口，以提供“0”与“1”电平信号，开关向上，输出逻辑“1”，向下为逻辑“0”；电路的输出端接由LED发光二极管组成的0-1指示器的显示插口，LED亮红色为逻辑“1”，亮绿色为逻辑“0”。接线后检查无误，通电，用万用表直流电压20V档测量输入、输出的对地电压，并观察输出的LED颜色，填入表6-1。

数电实验报告1-数电实验报告实验一

实验一门电路逻辑功能及测试 一、实验目得 1、熟悉门电路逻辑功能。 2、熟悉数字电路学习机及示波器使用方法。 二、实验仪器及材料 1、双踪示波器 2、器件 ７4LＳ00 二输入端四与非门２片 7４ＬS20 四输入端双与非门1片 ７４ＬS8６二输入端四异或门1片 74LS０4 六反相器1片 三、预习要求 1、复习门电路工作原理相应逻辑表达示。 2、熟悉所有集成电路得引线位置及各引线用途。 ３、了解双踪示波器使用方法。 四、实验内容 实验前按学习机使用说明先检查学习机就是否正常,然后选择实验用得集成电路，按自己设计得实验接线图接好连线,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。试验中改动接线须先断开电源,接好线后在通电实验。 1、测试门电路逻辑功能。 （1）选用双输入与非门74ＬＳ20一只，插入面包板,按图 连接电路,输入端接S1~Ｓ4(电平开关输入插口),输 出端接电平显示发光二极管(D1～D８任意一个）。 （2)将电平开关按表1、1置位,分别测出电压及逻辑状态。(表1、１)

2、异或门逻辑功能测试 (1)选二输入四异或门电路74LS86,按图接线,输入端１﹑2﹑4﹑5接电平开关,输出端Ａ﹑B﹑Ｙ接电平显示发光二极管。 (2)将电平开关按表1、２置位，将结果填入表中。 表1、2 3、逻辑电路得逻辑关系

(1)选用四二输入与非门74LS0０一只,插入面包板，实验电路自拟。将输入输出逻辑关系分 别填入表1、3﹑表1、4。 (２）写出上面两个电路得逻辑表达式。 表1、３ Y=A ⊕B 表1、4 Y=A ⊕B Ｚ=AB 4、逻辑门传输延迟时间得测量 用六反相器(非门)按图1、5接线,输80KHz 连续脉冲,用双踪示波器测输入，输出相位差,计算每个门得平均传输延迟时间得ｔｐd 值 : tpd ＝０、２μｓ/6=1/30μｓ 5、利用与非门控制输出。 选用四二输入与非门74LS00一只,插入面包板，输入接任一电平开关，用示波器观察Ｓ对输出脉冲得控制作用: 一端接高有效得脉冲信号,另一端接控制信号。只有控制信号端为高电平时,脉冲信号才能通过。这就就是与非门对脉冲得控制作用。 6.用与非门组成其她门电路并测试验证 (1)组成或非门。 用一片二输入端与非门组成或非门 Y = Ａ+ B = A ? Ｂ 画出电路图,测试并填表1、5 中。 表1、5 图如下： （2）组成异或门 ① 将异或门表达式转化为与非门表达式。 A ⊕B=｛[(ＡＡ)＇B]'［Ａ( B Ｂ）＇]}＇ ② 画出逻辑电路图。 ③ 测试并填表1、6。表1、6

数字电路基础实验2

数字电子电路的基础实验 实验2 数据选择器及其应用 一、实验目的 1、掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法； 2、掌握用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。 二、实验原理 数据选择器又叫“多路开关”。数据选择器在地址码（或叫选择控制）电位的控制下，从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。数据选择器的功能类似一个多掷开关，如图4.22所示，图中有四路数据D0～D3，通过选择控制信号 A1、A0（地址码）从四路数据中选中某一路数据送至输出端Q。数据选择器为目前逻辑设计中应用十分广泛的逻辑部件，它有2选1、4选1、8选1、16选1等类别。数据选择器的电路结构一般由与或门阵列组成，也有用传输门开关和门电路混合而成的。 1、八选一数据选择器74HC151 图4.22 4选1数据选择器示意图图4.23 74LS151引脚排列 表4.12 八选一数据选择器74HC151的功能表 74HC151为互补输出的8选1数据选择器，引脚排列如图4.23所示，功能如表4.12所示。选择控制端（地址端）为A2～A0，按二进制译码，从8个输入数据D0～D7中，选择 一个需要的数据送到输出端Q，S为使能端，低电平有效。 1）使能端S＝1时，不论A2～A0状态如何，均无输出（Q＝0，Q＝1），多路开关被禁止。2）、使能端S＝0时，多路开关正常工作，根据地址码A2、A1、A0的状态选择D0～D7中某

一个通道的数据输送到输出端Q 。 如：A 2A 1A 0＝000，则选择D 0数据到输出端，即Q ＝D 0。 如：A 2A 1A 0＝001，则选择D 1数据到输出端,即Q ＝D 1，其余类推。 2、双四选一数据选择器 74HC153 双4选1数据选择器74HC153就是在一块集成芯片上有两个4选1数据选择器。引脚排列如图4.24所示，功能如表4.13所示。 表4.13 双四选一数据选择器74HC153的功能表 图4.24 74H C153引脚功能 、2为两个独立的使能端；A 1、A 0为公用的地址输入端；1D 0～1D 3和2D 0～2D 3分别为两个4选1数据选择器的数据输入端；Q 1、Q 2为两个输出端。 1）当使能端S 1（S 2）＝1时，多路开关被禁止，无输出，Q ＝0。 2）当使能端S 1（S 2）＝0时，多路开关正常工作，根据地址码A 1、A 0的状态，将相应的数据D 0～D 3送到输出端Q 。 如：A 1A 0＝00 则选择D O 数据到输出端，即Q ＝D 0。 A 1A 0＝01 则选择D 1数据到输出端，即Q ＝D 1，其余类推。 数据选择器的用途很多，例如多通道传输，数码比较，并行码变串行码，以及实现逻辑函数等。 3、数据选择器的应用—实现逻辑函数 例4.1：用8选1数据选择器74HC151实现函数: C B C A B A F ++= 采用8选1数据选择器74HC151可实现任意三输入变量的组合逻辑函数。作出函数F 的功能表，如表4.14所示，将函数F 功能表与8选1数据选择器的功能表相比较，可知 （1）将输入变量C 、B 、A 作为8选1数据选择器的地址码A 2、A 1、A 0。 （2）使8选1数据选择器的各数据输入D 0～D 7分别与函数F 的输出值一一相对应。 即：A 2A 1A 0＝CBA ， D 0＝D 7＝0 D 1＝D 2＝D 3＝D 4＝D 5＝D 6＝1 则8选1数据选择器74HC151的输出Q 便实现了函数 C B C A B A F ++=。接线图如图4.25所示。显然，采用具有n 个地址端的数据选择实现n 变量的逻辑函数时, 应将函数的输入变量加到数据选择器的地址端(A),选择器的数据输入端（D ）按次序以函数F 输出值来赋值。

西工大数电实验第二次VHDL分频器

LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY fpq IS PORT(clk:IN STD_LOGIC; clk_out,clk_out1:OUT STD_LOGIC); END fpq; ARCHITECTURE fwm OF fpq IS CONSTANT m : INTEGER:= 25000000; --50M 分频到1Hz 时=25000000。 CONSTANT m1 : INTEGER:= 2500000; --5M 分频到10Hz 时=2500000。 SIGNAL tmp :STD_LOGIC; SIGNAL tmp1 :STD_LOGIC; BEGIN PROCESS(clk, tmp) VARIABLE cout : INTEGER:=0; BEGIN IF clk'EVENT AND clk='1' THEN cout:=cout+1; --计数器+1 IF cout<=m THEN tmp<='0'; --计数小于等于25000000，输出0 ELSIF cout

END IF; END IF; END PROCESS; clk_out<=tmp; --50M分频器输出 PROCESS(clk, tmp1) VARIABLE cout1 : INTEGER:=0; BEGIN IF clk'EVENT AND clk='1' THEN cout1:=cout1+1; --计数器+1 IF cout1<=m1 THEN tmp1<='0'; --计数小于等于2500000，输出0 ELSIF cout1

组合逻辑电路实验

实验一基本门电路的功能和特性及组合逻辑电路实验（2学时） 实验目的及要求：掌握常用的集成门电路的逻辑功能与特性；掌握各种门电路的逻辑符号；了解集成电路的外引线排列及其使用方法；学习组合逻辑电路的设计及测试方法。 实验题目：部分TTL门电路逻辑功能验证及组合逻辑电路设计之全加器或全减器。 实验二数值比较器、数据选择器（3学时） 实验目的及要求：掌握数值比较器和数据选择器的逻辑功能；学习组合逻辑电路的设计及测试方法。用7486和7400、7404搭出一位数值比较器，画出其设计逻辑电路图，并验证它的运算；用74153选择器实现多数据表决器，要求3个输入中有2个或3个为1时，输出Y为高电平，否则Y为低电平。画出电路图并简述实现原理。用7400、7404、7432实现该多数表决器。 实验题目：组合逻辑电路设计之数值比较器和数据选择器 实验三计数器的应用（3学时） 实验目的及要求：掌握集成二进制同步计数器74161的逻辑功能；掌握任意进制计数器的构成方法；学习时序逻辑电路的设计及测试方法。用74161搭建一个60进制计数器电路，并将结果输出到7段数码管显示出来，画出其设计逻辑电路图并验证它的功能。 实验题目：时序逻辑电路设计之计数器的应用 74LS00: QUAD 2-INPUT NAND GATE

74LS04: HEX INVERTER 74LS32:Quad 2-Input OR Gates

74LS74: Dual Positive-Edge-Triggered D Flip-Flops with Preset, Clear and Complementary Outputs 74LS153: Dual 4-Input Multiplexer with common select inputs and individual enable inputs 74LS161: Synchronous 4-Bit Binary Counters

数电实验答案

实验一、常用电子仪器的使用 一、实验目的 1、学习电子技术实验中常用电子仪器的主要技术指标、性能和正确使用方法。 2、初步掌握用示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。 电路实验箱的结构、基本功能和使用方法。 二、实验原理 在模拟电子电路实验中，要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以接线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。 1．信号发生器 信号发生器可以根据需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出信号电压频率可以通过频率分挡开关、频率粗调和细调旋钮进行调节。输出信号电压幅度可由输出幅度调节旋钮进行连续调节。 操作要领： 1）按下电源开关。 2）根据需要选定一个波形输出开关按下。 3）根据所需频率，选择频率范围（选定一个频率分挡开关按下）、分别调节频率粗调和细调旋钮，在 频率显示屏上显示所需频率即可。 4）调节幅度调节旋钮，用交流毫伏表测出所需信号电压值。 注意：信号发生器的输出端不允许短路。 2．交流毫伏表 交流毫伏表只能在其工作频率范围内，用来测量300伏以下正弦交流电压的有效值。 操作要领： 1）为了防止过载损坏仪表，在开机前和测量前（即在输入端开路情况下）应先将量程开关置于较大量程处，待输入端接入电路开始测量时，再逐档减小量程到适当位置。 2）读数：当量程开关旋到左边首位数为“1”的任一挡位时，应读取0～10标度尺上的示数。当量程开关旋到左边首位数为“3”的任一挡位时，应读取0～3标度尺上的示数。 3）仪表使用完后，先将量程开关置于较大量程位置后，才能拆线或关机。 3．双踪示波器 示波器是用来观察和测量信号的波形及参数的设备。双踪示波器可以同时对两个输入信号进行观测和比较。 操作要领： 1）时基线位置的调节开机数秒钟后，适当调节垂直（↑↓）和水平（←→）位移旋钮，将时基线移至适当的位置。 2）清晰度的调节适当调节亮度和聚焦旋钮，使时基线越细越好（亮度不能太亮，一般能看清楚即可）。 3）示波器的显示方式示波器主要有单踪和双踪两种显示方式，属单踪显示的有“Y1”、“Y2”、“Y1+Y2”，作单踪显示时，可选择“Y1”或“Y2”其中一个按钮按下。属双踪显示的有“交替” 和“断续”，作双踪显示时，为了在一次扫描过程中同时显示两个波形，采用“交替”显示方式， 当被观察信号频率很低时（几十赫兹以下），可采用“断续”显示方式。 4）波形的稳定为了显示稳定的波形，应注意示波器面板上控制按钮的位置：a）“扫描速率”（t/div）

数电实验2

实验二海明码校验逻辑实现 实验目的： 1）掌握总线的应用方法； 2）掌握总线出错时发现错误和纠正错误的方法； 3）掌握奇偶校验的原理； 4）掌握海明校验的编码原理及设计，调试方法。 实验原理： ●检错和校错的必要条件 8421码不具备检错能力，这是因为它的最小码距为1，当8421码的码字中有一位出错，而产生的错误代码就有可能是另一个码字，这样，无法判断它是否已出错。一种编码的检错和校错能力与最小码距的关系为：L-1=C+D； L为码组中的最小码距，C为可校错的位数，D为可检错的位数，且D>=C. ●8421海明校验码 8421海明校验码由8421码加三位校验码组成.设8421码为I1 I2 I3 I4,三位校验码为：P3 P2 P1，则8421码为下列七位代码： 位序7 6 5 4 3 2 1 8421海明码I4 I3 I2 P3 I1 P2 P1 校验码的值由下式确定： P3=I4 xor I3 xor I2 P2=I4 xor I3 xor I1 P1=I4 xor I2 xor I1 由此可得8421海明码的最小码距为3 ，故可检测并纠正一位错

误。输出时在输出端先求出校验和： S3= I4 xor I3 xor I2 xor p3 S2= I4 xor I3 xor I1 xor P2 S1= I4 xor I2 xor I1 xor P1 然后判断S3S2S1，如果代码不出错，则S3S2S1=000,否则由S3S2S1构成的二进制数指出出错位数。 实验设计： 1）实验原理图 本实验要用到总线和寄存器，整个电路设计可分为三个部 分： 数据输入部分，造错部分，检错和纠错部分。由此得设计框 图如下： 考察异或门的输入输出特性知，一位输入恒为高电平时可对另一

实验一组合逻辑电路设计

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,···Xn) · · · Lm=F0(X0,X1,···Xn) （1.1） 图 1.2 组合电路设计步骤示意图图

数电实验第二次实验报告

实验二数据选择器应用 学号161271008 一、实验目的： 1．通过实验的方法学习数据选择器的电路结构和特点。 2．掌握数据选择器的逻辑功能和它的测试。 3．掌握数据选择器的基本应用。 二、实验仪器： 三、实验原理： 1．数据选择器 数据选择器（multiplexer）又称为多路开关，是一种重要的组合逻辑部件，它可以实现从多路数据传输中选择任何一路信号输出，选择的控制由专列的端口编码决定，称为地址码，数据选择器可以完成很多的逻辑功能，例如函数发生器、桶形移位器、并串转换器、波形产生器等。 本实验采用的逻辑器件为TTL 双极型数字集成逻辑电路74LS153，它有两个4 选1，外形为双列直插，引脚排列如图2-1 所示，逻辑符号如图2-2 所示。其中D0、D1、D2、D3 为数据输入端，Q 为输出端，A0、A1 为数据选择器的控制端（地址码），同时控制两个选择器的数据输出，S 为工作状态控制端（使能端），74LS153 的功能表见表2-1。 数据选择器有一个特别重要的功能就是可以实现逻辑函数。现设逻辑函数F（X，Y）=∑（1，2），则可用一个4 选1 完成，根据数据选择器的定义：Q （A1，A0）=A1A0D0+ A1A0D1+ A1A0D2+ A1A0D3，令A1=X，A0=Y，1S=0，1D0=1D3=0，1D1=1D2=1，那么输出Q=F。如果逻辑函数的输入变量数超过了数据选择器的地址控制端位数，则必须进行逻辑函数

降维或者集成芯片扩展。例如用一块74LS153 实现一个一位全加器，因为一位全加器的逻辑函数表达式是： S1（A，B，CI）=∑（1，2，4，7） CO（A，B，CI）=∑（3，5，6，7） 现设定A1=A，A0=B，CI 为图记变量，输出1Q=S1，2Q=CI，由卡诺图（见图2-3，图2-4）得到数据输入： 1D0=CI，1D1=CI，1D2=CI，1D3=CI，2D0=0，2D1=CI，2D1=CI，2D3=1，由此构成逻辑电路. 需要指出的是用数据选择器实现逻辑函数的方法不是唯一的，当逻辑函数的输入变量数较多时，可比较多种方法取其最优实现。 四、实验内容： 1．验证74LS153 的逻辑功能按表2-1 所列测试，特别注意所测芯A1、A0 哪一个是高位S 端是否低电平有效当芯片封锁时，出是什么电平。 记录：

西工大_数电实验_第四次实验_实验报告

数电实验4 一.实验目的 熟悉用仿真法研究数字电路实验的过程,实现一个彩灯控制电路。 熟练使用VHDL语言 二.实验设备 1.Quartus开发环境 2.ED0开发板 三.实验内容 1、彩灯控制电路要求控制4个彩灯； 2、两个控制信号： K1K0= 00 灯全灭 01 右移，循环显示 10 左移，循环显示 11 灯全亮 3.彩灯正常工作的同时，四个七段数码管循环显示第一个同学的学号后四位一秒，第二个同学的学号后四位一秒，全黑一秒。 四.实验原理 1.彩灯控制电路的程序如下： LIBRARY IEEE; USE IEEE.std_logic_1164.ALL; USE IEEE.std_logic_ARITH.ALL; USE IEEE.std_logic_UNSIGNED.ALL; ENTITY led IS port( clk:in std_logic; data_in:IN STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0); data_out:out std_logic_vector(3 downto 0); data_out1,data_out2,data_out3,data_out4:out std_logic_vector(6 downto 0)); END led; ARCHITECTURE control OF led IS CONSTANT m : INTEGER:= 25000000; BEGIN PROCESS(data_in,clk) V ARIABLE cout : INTEGER:=0; V ARIABLE i : INTEGER:=0; BEGIN IF clk'EVENT AND clk='1' THEN cout:=cout+1; --计数器+1 i:=i+1; --计数器+1

组合逻辑电路设计实验报告

组合逻辑电路设计实验报告 1.实验题目 组合电路逻辑设计一： ①用卡诺图设计8421码转换为格雷码的转换电路。 ②用74LS197产生连续的8421码，并接入转换电路。 ③记录输入输出所有信号的波形。 组合电路逻辑设计二： ①用卡诺图设计BCD码转换为显示七段码的转换电路。 ②用74LS197产生连续的8421码，并接入转换电路。 ③把转换后的七段码送入共阴极数码管，记录显示的效果。 2.实验目的 （1）学习熟练运用卡诺图由真值表化简得出表达式 （2）熟悉了解74LS197元件的性质及其使用 3.程序设计 格雷码转化： 真值表如下：

卡诺图： 1 010100D D D D D D G ⊕=+= 2 121211D D D D D D G ⊕=+=

3232322D D D D D D G ⊕=+= 33D G = 电路原理图如下： 七段码显示： 真值表如下： 卡诺图：

2031020231a D D D D D D D D D D S ⊕++=+++= 10210102b D D D D D D D D S ⊕+=++= 201c D D D S ++= 2020101213d D D D D D D D D D D S ++++= 2001e D D D D S +=

2021013f D D D D D D D S +++= 2101213g D D D D D D D S +++= 01213g D D D D D S +⊕+= 电路原理图如下：

4.程序运行与测试 格雷码转化： 逻辑分析仪显示波形：

数电实验二组合逻辑电路

数电实验二组合逻辑电路 The following text is amended on 12 November 2020.

实验二 组合逻辑电路 一、实验目的 1.掌握组和逻辑电路的功能测试。 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。 二、实验仪器及器件 1.仪器：数字电路学习机 2.器件：74LS00 二输入端四与非门 3片 74LS86 二输入端四异或门 1片 74LS54 四组输入与或非门 1片 三、实验内容 1.组合逻辑电路功能测试 (1).用2片74LS00按图连线，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，Y1、Y2接发光管电平显示 (3).按表要求，改变A 、B 、C 的状态，填表并写出Y1、Y2的逻辑表达式。 (4).将运算结果与实验比较。 Y1=A+B ，C B B A Y +=2 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。 (1).用异或门和与非门接成以上电路。输入A 、B 接 电平开关，输出Y 、Z 接电平显示。 (2).按表要求改变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SiCi 的卡诺图。 (4).连接电路，测量并填写表各输入 输出 A B C Y1 Y2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 输入 输出 A B Y Z 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 A i B i C i-1 Y Z X 1 X 2 X 3 S i C i 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1

西工大-数电实验-第二次实验-实验报告

数电实验2 一．实验目的 1.学习并掌握硬件描述语言（VHDL 或 Verilog HDL）；熟悉门电路的逻辑功能，并用硬件描述语言实现门电路的设计。 2.熟悉中规模器件译码器的逻辑功能，用硬件描述语言实现其设计。 3.熟悉时序电路计数器的逻辑功能，用硬件描述语言实现其设计。 4.熟悉分频电路的逻辑功能，并用硬件描述语言实现其设计。 二.实验设备 1.Quartus开发环境 2.ED0开发板 三.实验内容 要求1：编写一个异或门逻辑电路，编译程序如下。 1）用 QuartusII 波形仿真验证； 2）下载到DE0 开发板验证。 要求2：编写一个将二进制码转换成 0-F 的七段码译码器。 1）用 QuartusII 波形仿真验证； 2）下载到 DE0 开发板，利用开发板上的数码管验证。 要求3：编写一个计数器。 1）用QuartusII 波形仿真验证； 2）下载到 DE0 开发板验证。 要求4：编写一个能实现占空比 50%的 5M 和50M 分频器即两个输出，输出信号频率分别为 10Hz 和 1Hz。 1）下载到 DE0 开发板验证。（提示：利用 DE0 板上已有的 50M 晶振作为输入信号，通过开发板上两个的 LED 灯观察输出信号）。 2）电路框图如下： 扩展内容：利用已经实现的 VHDL 模块文件，采用原理图方法，实现 0-F 计数自动循环显示，频率 10Hz。（提示：如何将 VHDL 模块文件在逻辑原理图中应用，参考参考内容 5） 四.实验原理 1.实验1实现异或门逻辑电路，VHDL源代码如下： LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

数字电子技术实验报告2

实验成绩实验日期指导教师批阅日期 实验名称编码译码与显示 1、实验目的 掌握编码器、译码器与显示器的工作原理、测试方法以及应用。 2、实验原理 编码器、译码器是数字系统中常用的逻辑部件，而且是一种组合逻辑电路。 1.编码器 把状态或指令等转换为与其对应的二进制代码叫编码，例如可以用四位二进制所组成的编码表示十进制数0~9，把十进制数的0编成二进制数码0000，把十进制数的5编成二进制数码0101等。完成编码工作的电路.通称为编码器。 2.译码器 译码是编码的逆过程。译码器的作用是将输入代码的原意“翻译”出来。译码器的种类较多，如:最小项译码器(3线/8线、4线/16线译码器等)b、七段字形译码器等。 七段字形译码器，其作用是将输入的四位BCD码D、C、B、A翻译成与其对应的七段字形输出信号，用于显示字形。 常用的七段字形译码器有 TTL的:T338(OC输出)，74LS48、74LS248(内部带有上拉电阻) CMOS的:CD4511、MC14543、MC14547等。 3.显示器 (1)发光二极管(LED)。把电能转换成可见光(光能)的一种特殊半导体器件，其构造与普通PN 结二极管相同。 (2)LED显示器。用LED构成数字显示器件时，需将若干个LED按照数字显示的要求集成- -个图案，就构成LED显示器(俗称“数码管”)。 3、实验步骤 (1)按图连线，按表顺序给8线/3线优先编码器CD4532的信号输入端送入相应电平，将结果填入表中，与 CD4532的功能表相 对照，检查是否符 合优先顺序以及编 码结果是否正确。 注意:输入由逻辑 开关给定。输出连 接逻辑电平指示。

数电实验实验报告

数字电路实验报告

实验一 组合逻辑电路分析 一．试验用集成电路引脚图 74LS00集成电路 74LS20集成电路 四2输入与非门 双4输入与非门 二．实验内容 1.实验一 自拟表格并记录: 2.实验二 密码锁的开锁条件是：拨对密码，钥匙插入锁眼将电源接通，当两个条件同时满足时，开锁信号为“1”，将锁打开。否则，报警信号为“1”，则接通警铃。试分析密码锁的密码ABCD 是什么？ X1 2.5 V A B C D 示灯：灯亮表示“1”，灯灭表示“0” ABCD 按逻辑开关，“1”表示高电平，“0”表示低电平

ABCD 接逻辑电平开关。 最简表达式为：X1=AB ’C ’D 密码为： 1001 A B C D X1 X2 A B C D X1 X2 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 三.实验体会： 1.分析组合逻辑电路时，可以通过逻辑表达式，电路图和真值表之间的相互转换来到达实验所要求的目的。 2.这次试验比较简单，熟悉了一些简单的组合逻辑电路和芯片 ，和使用仿真软件来设计和构造逻辑电路来求解。 实验二 组合逻辑实验（一） 半加器和全加器 一．实验目的 1. 熟悉用门电路设计组合电路的原理和方法步骤 二．预习内容 1. 复习用门电路设计组合逻辑电路的原理和方法步骤。 2. 复习二进制数的运算。 3. 用“与非门”设计半加器的逻辑图。 4. 完成用“异或门”、“与或非”门、“与 非”门设计全加器的逻辑图。 5. 完成用“异或”门设计的3变量判奇 电路的原理图。 三．元 件参考 U1A 74LS00D U1B 74LS00D U1C 74LS00D U1D 74LS00D U2A 74LS00D U2B 74LS00D U2C 74LS00D U3A 74LS20D X1 2.5 V X2 2.5 V VCC 5V A Ｂ Ｃ D

数电实验报告实验六计数译码显示综合实验整理版.docx

数电实验报告 实验六 计数、译码、显示综合实验 姓名： 学号： 班级： 院系： 指导老师： 2016年

目录 实验目的： (22) 实验器件与仪器： (22) 实验原理： (33) 用同步清零端或置数端置零或置数构成N进制计数器 (33) 用同步清零端或置数端置零或置数构成N进制计数器 (33) 实验内容： (44) 实验过程： (55) 实验总结： (66) 实验： 实验目的： 1.熟悉中规模集成电路计数器的功能及应用。 2.熟悉中规模集成电路译码器的功能及应用。 3.熟悉LED数码管及显示电路的工作原理。 4.学会综合测试的方法。 实验器件与仪器： 1.实验箱、万用表、示波器。

2.74LS160、74LS48、74LS20 实验原理： 对于计数规模小的计数器，我们使用集成触发器来设计计数器，但是如果计数器的模数达到十六以上（如六十进制）时，如果还是用集成触发器来设计的话，电路就比较复杂了。在这种情况下，我们可以用集成计数器来构成任意进制计数器。利用集成计数器的清零端和置数端实现归零，从而构成按自然态序进行计数的N进制计数器的方法。 用同步清零端或置数端置零或置数构成N进制计数器用这种方法的实现步骤如下： 1）写出状态S N-1的二进制代码。 2）求归零逻辑，即求同步清零端或置数控制端信号的逻辑表达式 3）画连线图 用同步清零端或置数端置零或置数构成N进制计数器用这种方法的实现步骤如下： 1）写出状态S N得二进制代码 2）求归零逻辑，即求异步清零端或置数控制端信号的逻辑表达式

3）画连线图 在集成计数器中，清零、置数均采用同步方法的有74LS163；均采用异步方法的有74LS193、74LS197、74LS192；清零采用异步方法、置数采用同步方法的有74LS161、74LS160；有的只具备异步清零功能，如CC4520、74LS190、74LS191；74LS90则具有异步清零和异步置9功能。 实验内容： 1.用集成计数器74LS160分别组成8421码十进制和六进制计数器， 然后连接成一个60进制计数器（6进制为高位，10进制位低位）。 使用实验箱上的LED译码显示电路显示（注意高低位顺序及最高位的处理）。用函数发生器的低频连续脉冲（调节频率为1-2Hz）作为计数器的计数脉冲。通过数码管观察计数、译码、显示电路的功能是否正确。 2.设计一个时间计数器，具有分钟和秒计时功能的计数器。

实验三组合逻辑电路

实验三组合逻辑电路(常用门电路、译码器和数据选择器) 一、实验目的 1．掌握组合逻辑电路的设计方法 2．了解组合逻辑电路的冒险现象与消除方法 3．熟悉常用门电路逻辑器件的使用方法 4．熟悉用门电路、74LS138和74LS151进行综合性设计的方法 二、实验原理及实验资料 （一）组合电路的一般设计方法 1．设计步骤 根据给出的实际逻辑问题，求出实现这一逻辑功能的最简单逻辑电路，这就是设计组合逻辑电路时要完成的工作。组合逻辑电路的一般设计步骤如图所示。 图组合逻辑电路的一般设计步骤 设计组合逻辑电路时，通常先将实际问题进行逻辑抽象，然后根据具体的设计任务要求列出真值表，再根据器件的类型将函数式进行化简或变换，最后画出逻辑电路图。 2. 组合电路的竞争与冒险（旧实验指导书P17～20） （二）常用组合逻辑器件 1．四二输入与非门74LS00 74LS00为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图所示。它共有四个独立的二输入“与非”门，每个门的构造和逻辑功能相同。 图 74LS00引脚排列及内部逻辑结构 2．二四输入与非门74LS20

74LS20为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图所示。它共有两个独立的四输入“与非”门，每个门的构造和逻辑功能相同。 图 74LS20引脚排列及内部逻辑结构 3．四二输入异或门74LS86 74LS86为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图所示。它共有四个独立的二输入“异或”门，每个门的构造和逻辑功能相同。 图 74LS86引脚排列及内部逻辑结构 3．3线－8线译码器74LS138 74LS138是集成3线－8线译码器，其功能表见表。它的输出表达式为 i A B i Y G G G m 122（i ＝0，1，…7；m i 是最小项），与基本门电路配合使用，它能够实现任何三变量的逻辑函数。74LS138为双列直插16脚塑料封装，外部引脚排列如图所示。