数电实验报告
国家电工电子实验教学中心数字电子技术基础
实验报告
实验题目：中频自动增益控制数字电路的研究
学院：电子信息工程学院
班级：
学生姓名：
学号：
任课教师：骆丽
同组成员：
2015年11月17日
目录
1 设计任务要求 (1)
2 设计方案及论证 (1)
2.1 任务分析 (1)
2.2 方案比较 (3)
2.3 系统结构设计 (5)
2.4 具体电路设计 (8)
3 制作及调试过程 (16)
3.1.1 制作及调试过程 (16)
3.1.2 遇到的问题和解决方法 (17)
3.2.1 仿真过程 (17)
3.2.2 制作及调试过程 (19)
3.2.3 实验结果 (20)
3.2.4 遇到的问题和解决方法 (20)
4 实验研究与思考 (21)
5 总结 (23)
5.1 本人所做工作 (23)
5.2 收获体会 (23)
5.3 对本课程的建议 (23)
6 参考文献 (23)
1 设计任务要求
【实验目的】
1.掌握中频自动增益数字电路设计可以提高学生系统地构思问题和解决问题的能力。
2.通过自动增益数字电路实验可以系统地归纳用加法器、A/D和D/A转换电路设计加法、减法、乘法、除法和数字控制模块电路技术。
3.培养学生通过现象分析电路结构特点，进而改善电路的能力。
【基础实验】
（1）用加法器实现2位乘法电路
（2）用4位加法器实现可控累加（加/减，-9到9，步长为3）电路。最大数字和为两位10进制数18。(要求二进制转化为十进制电路设计不能用模块74185)
【发挥部分】
（1）设计一个电路，输入信号50mV到5V峰峰值，1KHZ～10KHZ的正弦波信号，输出信号为3到4V的同频率，不失真的正弦波信号。精度为8位，负载500Ω。
（2）发挥部分中，若输出成为直流，电路如何更改。
2 设计方案及论证
2.1 任务分析
【基础部分】
用加法器实现2位乘法电路
2位乘法电路是典型的组合电路。设两位二进制分别为A1，A0和B1，B0，输出为S3，S2，S1，S0。根据乘法展开式，如图2-1，要实现2位乘法电路，可以使用与门将两个信号相与来实现乘运算，再通过加法器实现加和运算。最后通过输入高低电平，在数码管上观察乘积结果进行验证。
图2-1 2位乘法展开式
【发挥部分】
（1）设计一个电路，输入信号50mV 到5V 峰峰值，1KHZ ～10KHZ 的正弦波信号，输出信号为3到4V 的同频率，不失真的正弦波信号。精度为8位，负载500Ω。
（2）发挥部分中，若输出成为直流，电路如何更改。
中频自动增益数字电路：自动增益数字控制电路是一种在输入信号变化很大的情况下，输出信号保持恒定或在较小的范围内波动的电路。在通信设备中，特别是在通信接收设备中起着重要的作用。它能够保证接收机在接收弱信号时增益高，在接收强信号时增益低，使输出保持适当的低电平，不至于因为输入信号太小而无法正常工作，也不至于因为输入信号过大而使接收机发生堵塞或饱和。
输入信号可由信号发生器输入模拟信号，通过转换后，输出信号可以用示波器显示出来，并测量参数。ADC0809采集放大直流信号后，可以进行数字编码。输入直流信号越大，输出数字量越大。ADC0809输出数字量接在DAC0832的低8位数据输入端。集成DAC0832与运算放大器接成反相比例放大器。输入电压信号ui 接至RFB ，内部的反馈电阻R 成为放大器的输入电阻。输出电压信号uO 接至UREF ，数字量控制的倒T 电阻网络为反相比例放大器的反馈电阻。倒T 电阻网络的等效电阻值受输入数字量的控制，即输入电阻不变，电阻网路的等效电阻变化，其反相比例放大器的增益也随之变化。
设计理念是自动增益，也就是说大信号小增益、小信号大增益。
i U 作为参考电压，整个2R R 网络作为反馈网络。
增益：
8
00137013722222i U G U D D D D -==?+?+?++?……
也即模拟输入大时，通过ADC0809转换成的数字量D 就大，增益G 就小；模拟输入小时，通过ADC0809转换成的数字量D 就小，增益G 就大，及实现了自动增益。
2.2 方案比较
【基础部分】
基础实验比较简单，在老师的提示下，采用的方案是利用与门和74283加法器。根据二进制数的乘法公式，设两位二进制分别为A1、A0和B1、B0，输出从高位到低位依次为S3、S2、S1、S0，其中S0=A0*B0，S1=A0*B1+A1*B0，S2=A1*B1+S1可能产生的进位，S3=S2可能产生的进位。其中两数相与可以用74LS08（两输入四与门）实现，而加法可以用74LS283（四位二进制超前进位全加器）实现。
优点：①只需要两个芯片，便于连接，节省成本，电路简单，易于理解
②S3不需要再次连接电路，只需要进行空置，等待S2的进位，
减少了问题产生的可能因素。
③无需使用CO 和CI 。
【发挥部分】
（1） 方案一
输出的频率1kHz~10kHz 正弦模拟信号转换成数字信号：比较器与计数器（74LS161）一起对输入锁存器的信号进行控制，其中，运用八个与门构成峰值异步清零模块，对ADC 传输的信号进行周期性清零。当满足次态大于现态或完成一个周期时，一级锁存LE 引脚输入高电平，允许数据通过，而此时二级锁存LE 引脚输入低电平，处于保持状态。最后进行DAC 转换，结合运放lm324构成除法电路和放大电路，实现将IOUT1端口输出以电流为模值（其值随DAC 寄存器的内容线性变化，也即是随着数据输入而变化 ）的正弦量转换为电压为模值的正弦量，并作为参考电压REF U 送回DAC 输入端8号引脚，在反馈电阻RFB 输出端加上交流输入信号i U ，2OUT I 接地并接到运算放大器的同相输入端，1OUT I 接到运算放大器的反相输入端，则把R-2R 网络型D/A 转换器构成了运算放大器的反馈元件，用R-2R 型电阻网络和运算放大器实现了模拟信号被数字D 相除的除法器。经过运放输出
D Ku u i o /=，并在DAC 和第一级运放间和电压跟随器的反馈端加了适当的反馈电阻对电压放大倍数进行调节并且对带负载能力进行提高。
（2） 方案二
利用检波电路，从调幅波中取出低频信号。为了取出低频有用信号，还必须使用滤波器滤除高频分量，所以检波电路通常包含非线性元器件和滤波器两部分，再进行DAC 转换，结合运放lm324构成除法电路，实现将IOUT1端口输出以电流为模值（其值随DAC 寄存器的内容线性变化，也即是随着数据输入而变化 ）的正弦量转换为电压为模值的正弦量，并作为参考电压REF U 送回DAC 输入端8号引脚，在反馈电阻RFB 输出端加上交流输入信号i U ，2OUT I 接地并接到运算放大器的同相输入端，1OUT I 接到运算放大器的反相输入端，则把R-2R 网络型D/A 转换器构成了运算放大器的反馈元件，用R-2R 型电阻网络和运算放大器实现了模拟信号被数字D 相除的除法器。经过运放输出D Ku u i o /=，并在DAC 和第一级运放间和电压跟随器的反馈端加了适当的反馈电阻对电压放大倍数进行调节并且对带负载能力进行提高。
（3） 比较
检波电路作为模拟电路更复杂，可靠性不高。数字电路稳定性高，也更加符合要求。本实验设计方案采用方案一。
（4） 方案一具体原理：
该自动增益数字控制电路应分为五部分：
第一部分是模数转换电路，它将输入的模拟信号按式2-1的方式转换成数字信号；
第二部分为数值比较电路，该部分用于比较模数转换所产生的数字大小，当新输入的数值大于之前输入的数值时，将新数值存入锁存电路，即实现记录信号峰值的功能；
第三部分为锁存电路，用于存放数字信号的峰值，由于信号峰值有可能从大变小，而此时再进行数值比较，新输入的信号始终会小于此时锁存器中的信号峰值，因此，考虑利用两片锁存芯片级联，第一片每隔一定时间自动清零，而第二片中始终存储来自第一片锁存器所记录的信号的峰值；
第四及第五部分为数模转换电路及放大电路，u0=K*u i/D,D为锁存器中所存储的输入信号的峰值,可得到电压增益的表达式如下:
2.3 系统结构设计
【基础部分】
任意两个二进制数的乘运算通过与门实现，三个结果的求和通过将运算结果输入到加法器的不同位实现。所以共需要四个与门和一个四位加法器。本实验采用四位快速进位加法器74LS283和与门74LS08。
图2-2 2位乘法展开式
图2-3 74LS283芯片引脚图
图2-4 74L08芯片引脚图
表2-1 乘法器真值表
图2-5 系统结构图
【发挥部分】
用ADC输出的正弦模拟信号转换成数字信号：比较器与计数器（74LS161）一起对输入锁存器的信号进行控制，其中，运用八个与门构成峰值异步清零模块，对ADC传输的信号进行周期性清零。当满足次态大于现态或完成一个周期时，一级锁存LE引脚输入高电平，允许数据通过，而此时二级锁存LE引脚输入低电平，处于保持状态。最后进行DAC转换，结合运放LM324构成除法电路，实现将IOUT1端口输出以电流为模值（其值随DAC寄存器的内容线性变化，也即是随着数据输入而变化）的正弦量转换为电压为模值的正弦量。系统框图如图2-6。
图2-6 系统结构图
2.4 具体电路设计
【基础部分】
图2-7 乘法器电路图设计
采用含四个与门的74ls08和一个74ls283加法器，根据结构框图得出仿真电路，如图2-7。
依照电路图在实验箱上进行实际电路的链接，容易得到结果
【发挥部分】
（1）分频电路
图2-8 74LS161管脚图
74LS161管脚图如图2-8所示。当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数
器加1。74LS161具有异步清零功能和同步置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。本实验中，我们将时钟信号16分频。
创造两个16分频的电路可以很好地控制锁存器轮流使信号通过，起到缓存的作用。
仿真分频部分电路图如图2-9。
图2-9 74LS161管脚连接示意图
（2）A/D转化电路
图2-10 ADC0809管脚图
多路开关可选通8个模拟通道, 地址线为通道端口选择线，A为低地址，C为高地址，引脚图中为ADDA，ADDB和ADDCSTART是转换启动信号。START上升沿时，复位ADC0809；START下降沿时启动芯片，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平。ALE信号与START信号接在一起了，这样连接使得在信号的前沿写入（锁存）通道地址，紧接着在其后沿就启动转换。Vref参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作
为逐次逼近的基准。其典型值为+5V(Vref(+)=+5V, Vref(-)=-5V)
图2-11 ADC0809管脚连接示意图
（3）比较器电路
两个8位数的比较是从A的最高位A7和B的最高位B7进行比较，如果它们不相等，则该位的比较结果可以作为两数的比较结果。若最高位A7=B7，则再比较次高位A6和B6，余类推。显然，如果两数相等，那么，比较步骤必须进行到最低位才能得到结果。
本方案需要比较8位二进制数的大小。我们采用两个74LS85级联组成。当新输入的数值大于之前输入的数值时，将新数值存入锁存器电路，实现记录信号峰值的功能。
图2-12 74LS85管脚图
图2-13 比较器电路连接仿真图
（4）锁存器电路
锁存器部分里有两个锁存器，用两个74ls373芯片共同构成了二级锁存。目的是避免信号直接输入到DAC芯片中。一级锁存和二级锁存的使能端由比较器和时序电路共同控制。比较器控制一级锁存以保证捕获的数字量为当前数字量中最大值。只有当一级锁存输入端为当前最大值是，才是数据通过。二级锁存与一级锁存永远不同时开放，这是由时序电路控制的，以保证数据输出的同时和稳定。第一片每隔一定时间自动清零，第二片始终存储来自第一片锁存器所记录的信号的峰值。
图2-14 74LS373管脚图
图2-15 锁存器电路连接仿真图（5）D/A转化与除法电路
图2-16 DAC0832管脚连接示意图
所示电路中的ILE 接高电平、其余控制端CS 、WRI 、WRJ 、XFER 均接低电平，使两个锁存器处于常导通状态，输入的数据直接经过寄存器、D/A 转换电路进行数/模转换，输出跟随数字输入变化而变化，所以电路处于透明工作方式。
当参考电压UREF 为正时，电流由UREF 经支路电阻流入IOUT1或IOUT2。当参考电压UREF 为负时，则电流由IOUT1或IOUT2经支路电阻流入UREF ，从而在IOUT2接地情况下，输出电压： ∑=-=
=11012REF
1out o 22i i i
D U R i u （式2-6）
当参考电压UREF 为正时，uo 为负。当参考电压UREF 为负时，uo 为正。参考电压UREF 既然可负可正，那么UREF 端可以加一个交流电压ui ，从而
∑=?-=11012o 22i i i
i
D u u （式2-7）
简写为：
D Ku u i =o （式2-8）
这里，K 是系数，D 是输入数字量。上式表明，uO 正比于ui 与D 的乘积。称为乘法DAC ，简写为MDAC 。
如果将反馈电阻输出端加上交流输入信号ui, IOUT2接地并接到运算放大器的同相输
入端, IOUT1接到运算放大器的反相输入端, 参考电压UREF 同时接到运算放大器的输出端, 则把倒T 电阻网络构成了运算放大器的反馈元件，用倒T 电阻网络和运算放大器实现了模拟信号被数字D 相除的除法器。即
D Ku u /i o （式2-9）
图2-17 DAC0832电路连接仿真图
（6）运算放大器
运算放大器我们使用通用运放LM324。电压跟随器驱动负载的能力很强，所以在本电路中，Iout1端口电流经过一级运算放大器转换为电压后，再连接一级运算放大器。电压跟随器同相输入端接上一级的输出端，反相输入端连接本级运放的输出端。这样可以提高驱动负载的能力。
图2-18 运算放大器连接示意图
（7）中频自动增益数字电路完整仿真电路
图2-19中频自动增益数字电路完整仿真电路图
3 制作及调试过程
【基础部分】
3.1.1 制作及调试过程
本实验我们在九教南502实验室的实验箱上进行搭建。实验箱上配有5v电源、高/低电平输出端和带译码器的数码管。将芯片插入芯片槽中，用线按照电路图将其对应管脚连起来，就能实现联通的功能。
实际连接电路如图3-1：
图3-1 【基础部分】实际电路
连接好电路后，根据电路图，用四个开关控制实现A0,A1,B0,B1的0、1输入，用数码管将相乘结果显示出来。以检查电路是否成功实现。
3.1.2 遇到的问题和解决方法
开始没有将74283及7408的VCC和GND接地，数码管没有显示，是因为此时芯片本身没有工作，后来找到了问题，并顺利解决，此实验就较为顺利快速的完成了。
这个实验相对比较简单，有可能遇到实验箱上某个模块不能正常工作的情况。这是要分块测量查找错误，并且合理的利用电压表判断高低电平。
【发挥部分】
3.2.1 仿真过程
由于在multisim中没有对应的ADC和DAC芯片，所以本次实验仿真采用库元件较全
的proteus进行电路仿真。仿真结果如下图所示。
图3-2 100mv，2kHz仿真结果图
图3-3 50mv，5kHz仿真结果图
图3-4 3v，2kHz仿真结果图
数电实验报告册
湖北理工学院电气与电子信息工程学院 实验报告 课程名称：电子技术实验（数电部分） 专业名称： 班级： 学号： 姓名： 1
湖北理工学院电气与电子信息工程学院实验报告规范实验报告是检验学生对实验的掌握程度，以及评价学生实验课成绩的重要依据，同时也是实验教学的重要文件，撰写实验报告必须在科学实验的基础上进行。真实的记载实验过程，有利于不断积累研究资料、总结研究实验结果，可以提高学生的观察能力、实践能力、创新能力以及分析问题和解决问题的综合能力，培养学生理论联系实际的学风和实事求是的科学态度。 为加强实验教学中学生实验报告的管理，特指定湖北理工学院电气与电子信息工程学院实验报告规范。 一、每门实验课程中的每一个实验项目均须提交一份实验报告。 二、实验报告内容一般应包含以下几项内容： 1、实验项目名称：用最简练的语言反映实验内容，要求与实验课程安排表中一致； 2、实验目的和要求：明确实验的内容和具体任务； 3、实验内容和原理：简要说明本实验项目所涉及原理、公式及其应用条件； 4、操作方法与实验步骤：写出实验操作的总体思路、操作规范和操作主要注意事项，准确无误地记录原始数据； 5、实验结果与分析：明确地写出最后结果，并对实验得出的结果进行具体、定量的结果分析，说明其可靠性； 6、问题与建议（或实验小结）：提出需要解决问题，提出改进办法与建议，避免抽象地罗列、笼统地讨论。（或对本次实验项目进行总结阐述。） 三、实验报告总体上要求字迹工整，文字简练，数据齐全，图标规范，计算正确，分析充分、具体、定量。 四、指导教师及时批改实验报告，并将批改后的报告返还学生学习改进。 五、实验室每学期收回学生的实验报告，并按照学校规章保存相应时间。 2
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。
数电实验报告
数字逻辑与数字电路实验报告 实验名称简易迷宫游戏
一、设计课题的任务要求 题目：简易迷宫游戏 设计并实现一个简易迷宫游戏机。 【基本要求】： 1、用8×8 点阵进行游戏显示。 2、迷宫游戏如图1 所示，采用双色点阵显示，其中红色LED 为迷宫墙壁，绿色LED表示人物。通过BTN0～BTN3 四个按键控制迷宫中的人物进行上下左右移动，使人物从起始点出发，走到迷宫的出口，游戏结束。 3、普通计时模式：通过按键BTN7 启动游戏，必须在30 秒内找到出口，否则游戏失败。用两个数码管进行倒计时显示。游戏胜利或者失败均要在8×8 点阵上有相应的画面出现。 4、迷宫中的人物在行走过程中，如果碰到墙壁，保持原地不动。 【提高要求】： 1、多种迷宫地图可以选择。 2、在计时的基础上增加计步的功能，每按一次控制按键步数加1，碰壁不计算步数，计步结果用数码管显示。 3、为游戏增加提示音乐，在不同时间段采用不同频率的信号控制蜂鸣器发声报警。 4、增加其他游戏模式。 5、自拟其它功能。 二、系统设计（包括设计思路、总体框图、分块设计） 设计思路： 依据题目要求，在实验中需要使用到8*8双色点阵输出迷宫图案，使用数码管输出计步步数和倒计时时间，使用蜂鸣器发出警报。由于实验要求需要使用到大量的按键输入。所以需要在输入输出模块中需要按键消抖模块。实验的输出模块共有点阵输出模块，数码管输出模块，蜂鸣器输出模块，在数码管和点阵输出中需要使用到扫描输出的概念。在游戏进行中需要实时判断并且记录人的位置，需要进行记时，计步，所以在整个系统中需要使用状态机进行当前状态转换，控制整个程序。所以在核心实现模块中包括行走模块，状态输出模块，计步模块，计时模块。 输入部分：消抖模块 时钟部分：多级分频器 控制部分：倒计时器，计步器，行走模块，状态机
北京邮电大学数电实验一实验报告
北京邮电大学数字电路与逻辑 设计实验 学院： 班级： 作者： 学号：
实验一 Quartus II原理图输入法设计 一、实验目的： (1)熟悉Quartus II原理图输入法进行电路设计和仿真 (2)掌握Quartus II 图形模块单元的生成与调 (3)熟悉实验板的使用 二、实验所用器材： (1)计算机 (2)直流稳压电源 (3)数字系统与逻辑设计实验开发板 三、实验任务要求 (1)用逻辑门设计实现一个半加器，仿真验证其功能，并生成新的半加器图形模 块单元。 (2)用(1)中生成的半加器模块和逻辑门设计实现一个全加器，仿真验证其功能， 并下载到实验板测试，要求用拨码开关设定输入信号，发光二极管显示输出信号。 (3)用3线-8线译码器（74LS138）和逻辑门设计实现函数 ,仿真验证其功能，并下载到实验板测试。要求用拨码开关设定输入信号，发光二极管显示输出信号。 四、设计思路和过程 （1）半加器的设计 半加器电路是指对两个输入数据位进行加法，输出一个结果位和进位，不产生进位输入的加法器电路。是实现两个一位二进制数的加法运算电路。数据输入AI被加数、BI加数,数据输出SO和数(半加和)、进位C0。 在数字电路设计中，最基本的方法是不管半加器是一个什么样的电路，按组合数字电路的分析方法和步骤进行。 1．列出真值表 半加器的真值表见下表。表中两个输入是加数A0和B0，输出有一个是和S0，另一个是进位C0。
2 该电路有两个输出端，属于多输出组合数字电路，电路的逻辑表达式如下函数的逻辑表达式为：SO=AI⊕BI CO=AB 所以，可以用一个两输入异或门和一个两输入与门实现。
数电实验报告
选课时间段: 序号(座位号): 杭州电子科技大学 实验报告 课程名称: 数字原理与系统设计实验 实验名称: 组合电路时序分析与自动化设计 指导教师: 学生姓名 学生学号 学生班级 所学专业 实验日期
实验一、设计8位串行进位加法器电路设计： 一位全加器： 八位串行进位加法器：
仿真波形：
实验二、设计5人表决电路 代码： module BJDL45(A,B,C,D,E,YES,NO); input A,B,C,D,E; output YES,NO; reg YES,NO; always@ (A,B,C,D,E,YES,NO) case ({A,B,C,D,E}) 5'B00000:{YES,NO}<=2'B01; 5'B00001:{YES,NO}<=2'B01; 5'B00010:{YES,NO}<=2'B01; 5'B00011:{YES,NO}<=2'B01; 5'B00100:{YES,NO}<=2'B01; 5'B00101:{YES,NO}<=2'B01; 5'B00110:{YES,NO}<=2'B01; 5'B00111:{YES,NO}<=2'B10; 5'B01000:{YES,NO}<=2'B01; 5'B01001:{YES,NO}<=2'B01; 5'B01010:{YES,NO}<=2'B01; 5'B01011:{YES,NO}<=2'B10; 5'B01100:{YES,NO}<=2'B01; 5'B01101:{YES,NO}<=2'B10; 5'B01110:{YES,NO}<=2'B10; 5'B01111:{YES,NO}<=2'B10; 5'B10000:{YES,NO}<=2'B01; 5'B10001:{YES,NO}<=2'B01; 5'B10010:{YES,NO}<=2'B01; 5'B10011:{YES,NO}<=2'B10; 5'B10100:{YES,NO}<=2'B01; 5'B10101:{YES,NO}<=2'B10; 5'B10110:{YES,NO}<=2'B10; 5'B10111:{YES,NO}<=2'B10; 5'B11000:{YES,NO}<=2'B01; 5'B11001:{YES,NO}<=2'B10; 5'B11010:{YES,NO}<=2'B10; 5'B11011:{YES,NO}<=2'B10; 5'B11100:{YES,NO}<=2'B10; 5'B11101:{YES,NO}<=2'B10; 5'B11110:{YES,NO}<=2'B10; 5'B11111:{YES,NO}<=2'B10; default: {YES,NO}<=2'B10; endcase
数电实验报告一
姓名：谭国榕班级：12电子卓越学号：201241301132 实验一逻辑门电路的研究 一、任务 1．熟悉实验室环境及实验仪器、设备的使用方法。 2．掌握识别常用数字集成电路的型号、管脚排列等能力。 3．熟悉74 LS系列、CMOS 4000B系列芯片的典型参数、输入输出特性。 4．掌握常规数字集成电路的测试方法。 二、实验设备及芯片 双踪示波器（DF4321C）1台 信号发生器（DF1641B1）1台 数字万用表（UT58B）一台 数电实验箱1个（自制） 芯片2个：74LS04 CD4069 。 三、实验内容 1.查阅芯片的PDF文件资料，分清管脚名与逻辑功能的对应关系及对应的真值表。74LS04：
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调节方波信号：
74LS04输出延迟特性： CD4069输出延迟特性：
输出延迟时间的实验数据表： 结论：74LS04的输出延迟比CD4069的输出延迟要短，说明前者的工作速度比后者快。 4．观察电压传输特性 用函数发生器的输出单极性的三角波，幅度控制在5伏，用示波器的X-Y 方式测量TTL 、 CMOS 逻辑门的传输特性，记录波形并对TTL 、CMOS 两种类型电路的高电平输出电压、低电平输出电压以及噪声容限等作相应比较。 (1) 调节函数发生器的输出：单极性三角波，对称，幅度：5V ，频率：500Hz ，从函数发生 器的下部50Ω输出端输出信号； 如图： (2) 扫描方式改为X-Y ，CH1、CH2 接地，调光标使其处于左下角附近； (3) CH1 用 2.0V/DIV （DC ），接函数发生器输出（即非门的输入）；CH2 用 0.2V/DIV （DC ），接非门输出。 (4) 记录示波器波形（如图）。
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1
实验一门电路逻辑功能及测试 一、实验目的 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、熟悉所有集成电路的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是否正常，然后选择实验用的集成电路，按自己设计的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） 输入输出 1 2 3 4 Y 电压(V) H H H H 0 0.11 L H H H 1 4.23 L L H H 1 4.23 L L L H 1 4.23 L L L L 1 4.23
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、逻辑电路的逻辑关系 （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。 输入 输出 A B Y Y 电压（V ） L L L L 0 0 0 0.16 H L L L 1 0 1 4.18 H H L L 0 0 0 0.17 H H H L 0 1 1 4.18 H H H H 0 0 0 0.17 L H L H 1 1 0.17 输入 输出 A B Y L L 0 L H 1 H L 1 H H 输入 输出 A B Y Z L L 0 0 L H 1 0 H L 1 0 H H 1
数字电路实验报告
数字电路实验报告 姓名：张珂 班级：10级8班 学号：2010302540224
实验一：组合逻辑电路分析一．实验用集成电路引脚图 1．74LS00集成电路 2．74LS20集成电路 二、实验内容 1、组合逻辑电路分析 逻辑原理图如下：
U1A 74LS00N U2B 74LS00N U3C 74LS00N X1 2.5 V J1 Key = Space J2 Key = Space J3 Key = Space J4 Key = Space VCC 5V GND 图1.1组合逻辑电路分析 电路图说明：ABCD 按逻辑开关“1”表示高电平，“0”表示低电平； 逻辑指示灯：灯亮表示“1”，灯不亮表示“0”。 真值表如下： A B C D Y 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 表1.1 组合逻辑电路分析真值表 实验分析： 由实验逻辑电路图可知：输出X1=AB CD =AB+CD ，同样，由真值表也能推出此方程，说明此逻辑电路具有与或功能。 2、密码锁问题： 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。
试分析下图中密码锁的密码ABCD 是什么？ 密码锁逻辑原理图如下： U1A 74LS00N U2B 74LS00N U3C 74LS00N U4D 74LS00N U5D 74LS00N U6A 74LS00N U7A 74LS00N U8A 74LS20D GND VCC 5V J1 Key = Space J2 Key = Space J3 Key = Space J4 Key = Space VCC 5V X1 2.5 V X2 2.5 V 图 2 密码锁电路分析 实验真值表记录如下： 实验真值表 A B C D X1 X2 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 表1.2 密码锁电路分析真值表 实验分析： 由真值表（表1.2）可知：当ABCD 为1001时，灯X1亮，灯X2灭；其他情况下，灯X1灭，灯X2亮。由此可见，该密码锁的密码ABCD 为1001.因而，可以得到：X1=ABCD ，X2=1X 。
数电实验报告
河 北 科 技 大 学 实 验 报 告 级 专业 班 学号 年 月 日 姓 名 同组人 指导教师 高观望 实验名称 实验二 基本门电路逻辑功能的测试 成 绩 实验类型 验证型 批阅教师 一、实验目的 （1）掌握常用门电路的逻辑功能，熟悉其外形及引脚排列图。 （2）熟悉三态门的逻辑功能及用途。 （3）掌握TTL 、CMOS 电路逻辑功能的测试方法。 二、实验仪器与元器件 （1）直流稳压电源 1台 （2）集成电路 74LS00 四2输入与非门 1片 74LS86 四2输入异或门 1片 74S64 4-2-3-2输入与或非门 1片 74LS125 四总线缓冲门（TS ） 1片 CD4011 四2输入与非门 1片 三、实验内容及步骤 1．常用集成门电路逻辑功能的测试 在数字实验板上找到双列直插式集成芯片74LS00和74LS86。按图进行连线。测试各电路的逻辑功能，并将输出结果记入表中。 门电路测试结果 2．测试与或非门74S64的逻辑功能 在实验板上找到芯片74S64，实现Y AB CD ＝＋的逻辑功能。 真值表 Y Y &
3．用与非门组成其他逻辑门电路 （1）用与非门组成与门电路 按图接线，按表测试电路的逻辑功能。根据测得的真值表，写出输出Ｙ的逻辑表达式。 真值表 逻辑表达式：Y=AB （2）用与非门组成异或门电路 按图接线，将测量结果记入表中，并写出输出Y 的逻辑表达式。 真值表 逻辑表达式：B A Y ⊕= 4．三态门测试 （1）三态门逻辑功能测试 三态门选用 74LS125将测试结果记入表中。 （2）按图接线。将测试结果记录表中。 真值表
数字电子技术实验报告汇总
《数字电子技术》实验报告 实验序号：01 实验项目名称：门电路逻辑功能及测试 学号姓名专业、班级 实验地点物联网实验室指导教师时间2016.9.19 一、实验目的 1. 熟悉门电路的逻辑功能、逻辑表达式、逻辑符号、等效逻辑图。 2. 掌握数字电路实验箱及示波器的使用方法。 3、学会检测基本门电路的方法。 二、实验仪器及材料 1、仪器设备：双踪示波器、数字万用表、数字电路实验箱 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 三、预习要求 1. 预习门电路相应的逻辑表达式。 2. 熟悉所用集成电路的引脚排列及用途。 四、实验内容及步骤 实验前按数字电路实验箱使用说明书先检查电源是否正常，然后选择实验用的集成块芯片插入实验箱中对应的IC座，按自己设计的实验接线图接好连线。注意集成块芯片不能插反。线接好后经实验指导教师检查无误方可通电实验。实验中
1.与非门电路逻辑功能的测试 （1）选用双四输入与非门74LS20一片，插入数字电路实验箱中对应的IC座，按图1.1接线、输入端1、2、4、5、分别接到K1~K4的逻辑开关输出插口，输出端接电平显 图 1.1 示发光二极管D1~D4任意一个。 （2）将逻辑开关按表1.1的状态，分别测输出电压及逻辑状态。 表1.1 输入输出 1(k1) 2(k2) 4(k3) 5(k4) Y 电压值（v） H H H H 0 0 L H H H 1 1 L L H H 1 1 L L L H 1 1 L L L L 1 1 2. 异或门逻辑功能的测试
图 1.2 （1）选二输入四异或门电路74LS86，按图1.2接线，输入端1、2、4、5接逻辑开关(K1~K4)，输出端A、B、Y接电平显示发光二极管。 （2）将逻辑开关按表1.2的状态，将结果填入表中。 表1.2 输入输出 1(K1) 2(K2) 4(K35(K4) A B Y 电压（V） L H H H H L L L H H H H L L L H H L L L L L H H 1 1 1 1 1 1 1 1
数电实验-实验报告-实验六
实验一 TTL与非门的参数测试 一、实验目的 ·掌握用基本逻辑门电路进行组合逻辑电路的设计方法。 ·通过实验，验证设计的正确性。 二、实验原理 1.组合逻辑电路的分析： 所谓组合逻辑电路分析，即通过分析电路，说明电路的逻辑。 通常采用的分析方法是从电路的输入到输出，根据逻辑符号的功能逐级列出逻辑函数表达式，最好得到表示输出与输入之间的关系的逻辑函数式。然后利用卡诺图或公式化简法将得到的函数化简或变换，是逻辑关系简单明了。为了使电路的逻辑功能更加直观，有时还可以把逻辑函数式转化为真值表的形式。 2.逻辑组合电路的设计： 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电路，陈伟组合逻辑电路的设计。 3.SSI设计：设计步骤如下： ①逻辑抽象；分析时间的因果关系，确定输入和输出变量。 ②定义逻辑状态的含义：以二值逻辑0、1表示两种状态。 ③列出真值表 ④写出逻辑表达式，并进行化简，根据选定器件进行转换。 ⑤画出逻辑电路的连接图。 ⑥实验仿真，结果验证。 三、实验仪器及器件 数字万用表1台
多功能电路实验箱1台 四、实验内容 1.设计5421BCD 码转换为8421BCD 码（用双输入端与非门实现）。 四位自然二进制码 5421ＢＣＤ码 Ｂ３ Ｂ２ Ｂ１ Ｂ０ Ｄ３ Ｄ２ Ｄ１ Ｄ０ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 伪码 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 根据5421BCD 码与8421BCD 码真值表可得 2.设A 、B 、C 、D 代表四位二进制变量，函数X=8A-4B+2C+D ，试设计一个组合逻辑电路，判断当函数值介于4 数字电子技术仿真 实验报告 班级： 姓名： 学号： 实验一组合逻辑电路设计与分析 一、实验目的 1．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、也是基本的数字逻辑电路，其特点是：任意时刻电路的输出仅取决于同一时刻输入信号的取值组合。 对于给定的逻辑电路图，我们可以先由此推导出逻辑表达式，化简后，由所得最简表达式列出真值表，在此基础上分析确定电路的功能，这也即是逻辑电路的分析过程。 对于组合逻辑电路的设计，一般遵循下面原则，由所给题目抽象出便于分析设计的问题，通过这些问题，分析推导出真值表，由此归纳出其逻辑表达式，再对其化简变换，最终得到所需逻辑图，完成了组合逻辑电路的设计过程。 逻辑转换仪是在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。 三、实验电路及步骤 1．利用逻辑转换仪对已知逻辑电路进行分析。 （1）按图1-1连接电路。 图1-1 待分析的逻辑电路 （2）通过逻辑转换仪，得到下图1-2所示结果。 由图可看到，所得表达式为：输出为Y， D'+ABCD CD'+ABC' AB' + D C' BCD'+AB' A' + D BC' A'+ CD B' D'+A' C' B' A' Y 图1-5 经分析得到的真值表和表达式 （3）分析电路。观察真值表，我们发现：当输入变量A、B、C、D中1的个数为奇数时，输出为0；当其为偶数时，输出为1。因此，我们说，这是一个四输入的奇偶校验电路。 2．根据要求，利用逻辑转换仪进行逻辑电路的设计。 问题提出：有一火灾报警系统，设有烟感、温感和紫外线三种类型不同的火灾推测器。为了防止误报警，只有当其中有两种或两种以上的探测器发出火灾探测信号时，报警系统才会产生报警控制信号，试设计报警控制信号的电路。 具体步骤如下： （1）分析问题：探测器发出的火灾探测信号有两种情况，一是有火灾报警（可用“1”表示），一是没有火灾报警（可用“0”来表示），当有两种或两种以上报警器发出报警时，我们定义此时确有警报情况（用“1”表示），其余以“0”表示。由此，借助于逻辑转换仪面板，我们绘出如图1-3所示真值表。 图1-3 经分析得到的真值表 班级：姓名: 学号： 实验报告（一）TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试1．测试TTL集成与非门74LS20的逻辑功能，测试结果记录如下表： 输入输出 An Bn Cn Dn Yn 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 2. 74LS20主要参数的测试 I CCL （mA） I CCH （mA） I il (mA) I OL （mA） N O= iL OL I I 3. 电压传输特性测试 V i(V) 0 0.4 0.7 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 2.0 3.0 4.0 … V O(V) 4.画出实测的电压传输特性曲线，并从中读出各有关参数值。 实验报告（二）CMOS 电路 1．用所给的集成电路（CD4007）实现F=ABC ,将实验结果填入真值表中，并测出高、低电平（真值表自拟，测试步骤自拟）。 2. 用所给的集成电路实现F=C B A ++（真值表自拟，测试步骤自拟）。 3. 用所给的集成电路，构成图2-2反相器。 （a ）测最大灌电流I OL (V OL =0.1V ,接通图2-2中的虚线框①)。 （b ）测最大拉电流I OH (V OH =4.9V,断开虚线框①，接通虚线框②。 4. 构成如图2-3所示的反相器，测最大灌电流I OL 。 实验报告（三）组合逻辑电路实验分析与设计(1) 写出由与非门组成的半加器电路的逻辑表达式 (2) 根据表达式列出真值表，并画出卡诺图判断能否简化 A B Z1 Z2 Z3 S C 0 0 0 1 1 0 1 1 实验： 1.测试由与非门组成的半加器电路的逻辑功能 A B S C 0 0 0 1 1 0 1 1 2.测试用异或门74LS86和与非门74LS00组成的半加器的逻辑功能 A B S C 0 0 0 1 1 0 1 1 数电实验报告 《数字电子技术》 实验报告 姓名：*** 班级：****888 学号：2014*******8 指导老师：**** 编制时间：2016.06.10 北京联合大学 实验一基本集成逻辑门电路功能分析一、实验目的 1．理解TTL和CMOS普通门电路的参数含义。 2．掌握TTL和CMOS普通门电路的使用方法。 3．掌握分析普通门电路逻辑功能的一般方法。 4．理解TTL和CMOS普通门电路参数的一般分析方法。 二、实验元器件 双四输入与非门 74LS00×1片 六反相器 74LS04×1片 电阻 300Ω×1只 三、实验内容 （一） TTL 双四输入与非门74LS00功能分析 （1）逻辑功能分析 参考图1.1连接电路。一只74LS00芯片中含有四个相同的2输入与非门，可以随意选用，此处选用的是第一个门电路。检查电路无误时方可通电。 图1.1 与非门逻辑功能测试电路 变换单刀双掷开关J1和J2的状态，用直流电压表测试电路的输出电压，将测试结果记入表1.1中。 表1.1 输入 输出 U 1/V U 2/V 实测值 逻辑值 0 0 5 5 0 5 5 5 5 5 5 U1A 7400N J2Key = A J1 Key = B VCC 5V 0.000 V +- 5 5 0 0 （2）电压传输特性分析 依照图1.3编辑电路。在0～5V 间逐步调整输入的直流电压，将随之变化的输出电压记入表1.2中。 图1.3 分析与非门电压传输特性仿真电路 表1.2 U I /V U O /V U I /V U O /V U I /V U O /V U I /V U O /V 5.0 0 3.8 0 2.6 0 1.4 5 4.8 0 3.6 0 2.4 5 1.2 5 4.6 0 3.4 0 2.2 5 1.0 5 4.4 0 3.2 0 2.0 5 0.8 5 4.2 0 3.0 0 1.8 5 0.4 5 4.0 0 2.8 1.6 5 5 5.000 V +-VSS U1A 7400N V2 1.8 V [键入文档标题] 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 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？ 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 0 1 1 1 1 1 0 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 依次为74LS283、 74LS00、74LS51、 74LS136 其中74LS51：Y= （AB+CD）’， 74LS136： Y=A⊕B（OC门）四．实验内容 1.用与非门组成半加器，用或非门、与或非门、与非门组成全加器（电路自拟） 半加器 被加数A i0 1 0 1 0 1 0 1 加数B i0 0 1 1 0 0 1 1 前级进位C i-10 0 0 0 1 1 1 1 和S i0 1 1 0 1 0 0 1 学生实验实习报告册 学年学期：2019 -2020 学年?春?秋学期 课程名称：数字电路与逻辑设计实验A 实验项目：基于FPGA的数字电子钟的设计与实现 姓名：康勇 学号：2018211580 学院和专业：计算机科学学院计算机科学与技术专业 班级：04911801 指导教师：罗一静 重庆邮电大学教务处制 1.系统顶层模块设计 本项目分为四个模块，分别为分频模块、计时模块、数码管动态显示模块、按键消抖模块。功能包括：基本时钟功能，整点报时功能，手动校时功能，秒表功能，小数点分割时分秒功能等。 设计思路如下： 图表 1数字时钟系统顶层模块设计思路 设计结果： 图表2数字时钟系统顶层模块设计电路图 2.分频模块电路设计及仿真 （1）模块功能 将输入的频率为50MHz的时钟信号利用74390通过2、5、100分频，对输入信号进行逐级分频。 （2）设计思路 图表3分频模块电路设计思路 （3）设计结果（电路） 图表4分频模块电路设计图 图表5模100电路图 （4）测试结果 图表6模100仿真图 图表7模5仿真图 图表8模2仿真图 3.计时模块设计及仿真 本模块主要功能是实现电子时钟计数功能。 图表9计时模块顶层设计电路图 3.1分、秒计时模块（模60计数） （1）模块功能（计数、进位） 电子时钟的分钟位和秒钟位均采用模60计数； 计数功能：从0到59； 进位功能：当计数记到59的时候，输出一个进位信号。 （2）设计思路 模60计数器可以通过一个模6计数器和一个模10计数器组成，由分钟位和秒位的特性可知，可以用模10计数器为个位，模6计数器为十位。当个位到9后，向十位进一。本模块使用器件74160。 计数功能：74160是十进制同步计数器（异步清零），为实现计数功能，首先将74160的LDN 反，CLRN反，ENT,ENP接高位，再接入时钟脉冲信号CLK，即可完成下图左侧（个位）模 数字电路实验设计报告 实验名称：组合逻辑研究（一）——QuartusⅡ软件的使用 实验目的： 1.学会使用QuartusⅡ软件，运用该软件设计电路原理图。 2.学会用语言设计电路原理图，并会对设计图进行功能和时序 仿真。 3.学会从QuartusⅡ软件中下载原理图到FPGA,测试电路功能。实验仪器： 1.计算机1台 2.数字电路实验板1块 实验内容： 1.利用软件，用原理图输入的方法实现三变量多数表决器电 路，进行功能和时序仿真，记录仿真波形。 2.利用QuartusⅡ软件，用VHDL文本输入的方法实现一位全加 器电路，进行功能和时序仿真，并下载入FPGA，在试验箱上 测试其电路功能。 设计过程及仿真结果： 1.三变量多数表决器原理图 功能仿真波形 时序仿真波形 2.一位全加器的VHDL语言描述 entity add1 is port( A,B,C: in bit; D,S: out bit ); end add1; architecture one of add1 is begin S<=A XOR B XOR C; D<=((A XOR B) AND C) OR (A AND B); end one; 一位全加器功能真值表 验证其功能 功能仿真波形 时序仿真波形 实验结果分析： （1）由仿真结果可以看出，三变量多数表决器电路原理图及一位全加器的VHDL语言描述正确。 （2）由仿真结果可知，功能仿真时对信号的输入没有延迟，而时序仿真时，当多个输入信号在同一时刻处同时发生变化时，此时电路存在竞争，会有冒险，故从仿真图上可以看到毛刺。 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 数电实验报告(含实验内容) 班级：专业：姓名：学号：实验一用与非门构成逻辑电路 一、实验目的 1、熟练掌握逻辑电路的连接并学会逻辑电路的分析方法 2、熟练掌握逻辑门电路间的功能变换和测试电路的逻辑功能 二、实验设备及器材 KHD-2 实验台 集成 4 输入2 与非门74LS20 集成 2 输入4 与非门74LS00 或CC4011 三、实验原理 本实验用的逻辑图如图 2-1 所示 图1-1 图1-1 四、实验内容及步骤 1、用与非门实现图1-1电路，测试其逻辑功能，将结果填入表1-1中，并说明该电路的逻辑功能。 2、用与非门实现图1-1电路，测试其逻辑功能，将结果填入表1-2中，并说明该电路的逻辑功能。 3、用与非门实现以下逻辑函数式，测试其逻辑功能， 将结果填入表1-3中。 Y(A,B,C)=A’B+B’C+AC 班级：专业：姓名：学号：五、实验预习要求 1、进一步熟悉 74LS00、74LS20 和CC4011 的管脚引线 2、分析图 1-1 (a)、的逻辑功能，写出逻辑函数表达式，并作出真值表。 六、实验报告 1、将实验数据整理后填入相关的表格中 2、分别说明各逻辑电路图所实现的逻辑功能 A B C Z A B C Y 表1-1 表1-2 A B C Y 表1-3 班级：专业：姓名：学号：实验二组合逻辑电路的设计与测试 一、实验目的 1、掌握组合逻辑电路的设计与测试方法 2、进一步熟悉常用集成门电路的逻辑功能及使用 二、实验设备及器材 KHD-2 实验台 4 输入2 与非门74LS20 2 输入4 与非门74LS00 或CC4011 三、实验原理 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的设计方式。设计组合电路的一般步骤如图2-1 所示。 图 2-1 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，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。 四、实验内容及步骤 1、用与非门设计一个数码转换电路，将一个三位二进制码转换成3 位格雷码。即当输入信号为三位二进制代码时其输出为相应的3 位格雷码。要求： 1）分析逻辑功能，作出真值表，写出逻辑表达式。 班级：专业：姓名：学号： 2）简化逻辑表达式，画出逻辑图 3）按逻辑图连接逻辑电路并测试其逻辑功能。 2、用与非门设计一个一位的数值比较器，即比较两个1 位的二进制数A、B 的大小，假定当A>B 时，1 号灯亮，AB 时，1 号灯亮，A数电仿真实验报告
数电实验报告
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数电实验实验报告
数电实验报告
数电实验报告(一)
数电实验报告1-数电实验报告实验一
数电实验报告(含实验内容)