数字电路仿真实验报告
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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。
课程设计(大作业)报告课程名称:数字电子技术课程设计设计题目:多功能数字时钟的设计、仿真院系:信息技术学院班级:二班设计者:张三学号:79523指导教师:张延设计时间:2011年12月19日至12月23日信息技术学院昆明学院课程设计(大作业)任务书一、设计目的为了熟悉数字电路课程,学习proteus软件的使用,能够熟练用它进行数字电路的仿真设计,以及锻炼我们平时独立思考、善于动手操作的能力,培养应对问题的实战能力,提高实验技能,熟悉复杂数字电路的安装、测试方法,掌握关于多功能数字时钟的工作原理,掌握基本逻辑们电路、译码器、数据分配器、数据选择器、数值比较器、触发器、计数器、锁存器、555定时器等方面已经学过的知识,并能够将这些熟练应用于实际问题中,我认真的动手学习了数字时钟的基本原理,从实际中再次熟悉了关于本学期数字电路课程中学习的知识,更重要的是熟练掌握了关于proteus软件的使用,收获颇多,增强了自己的工程实践能力。
另外,数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
因此,我们此次设计数字钟就是为了了解数字钟的原理,从而学会制作数字钟。
而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。
且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路。
通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。
二、设计要求和设计指标设计一个数字时钟,具有“秒”、“分”、“时”计时和显示功能。
小时以24小时计时制计时;具有校时功能,能够对“分”、“时”进行调整;能够进行整点报时,报时规则为:在59Min51s后隔秒发出500Hz的低音报时信号,在59min59s时发出1kHz的高音报时信号,声响持续1s。
《数字电路》实验报告项目一逻辑状态测试笔的制作一、项目描述本项目制作的逻辑状态测试笔,由集成门电路芯片74HC00、发光二极管、电阻等元器件组成,项目相关知识点有:基本逻辑运算、基本门电路、集成逻辑门电路等;技能训练有:集成逻辑二、项目要求用集成门电路74HC00制作简易逻辑状态测试笔。
要求测试逻辑高电平时,红色发光二极管亮,测试逻辑低电平时绿色发光二极管亮。
三、原理框图四、主要部分的实现方案当测试探针A测得高电平时,VD1导通,三级管V发射级输出高电平,经G1反相后,输出低电平,发光二级管LED1导通发红光。
又因VD2截止,相当于G1输入端开路,呈高电平,输出低电平,G3输出高电平,绿色发光二级管LED2截止而不发光。
五、实验过程中遇到的问题及解决方法(1)LED灯不能亮:检查硬件电路有无接错;LED有无接反;LED有无烧坏。
(2)不能产生中断或中断效果:检查硬件电路有无接错;程序中有无中断入口或中断子程序。
(3)输入电压没有反应:数据原理图有没有连接正确,检查显示部分电路有无接错;4011逻辑门的输入端有无浮空。
六、心得体会第一次做的数字逻辑试验是逻辑状态测试笔,那时什么都还不太了解,听老师讲解完了之后也还不知道从何下手,看到前面的人都起先着手做了,心里很焦急可就是毫无头绪。
老师说要复制一些文件协助我们做试验(例如:试验报告模板、试验操作步骤、引脚等与试验有关的文件),还让我们先画原理图。
这时,关于试验要做什么心里才有了一个模糊的框架。
看到别人在拷贝文件自己又没有U盘只好等着借别人的用,当然在等的时候我也画完了逻辑测试笔的实操图。
后面几次都没有过,但最后真的发觉试验的次数多了,娴熟了,知道自己要做的是什么,明确了目标,了解了方向,其实也没有想象中那么困难。
七、元器件一逻辑状态测试笔电路八、附实物图项目二多数表决器电路设计与制作一、项目描述本项目是以组合逻辑电路的设计方法,用基本门电路的组合来完成具有多数表决功能的电路。
电学实验报告模板实验原理数据选择器的功能类似一个单刀多掷开关,如图1所示。
数据选择器在地址码的控制下,从多路数据输入中选择其中一个并将其送到一个公共的输出端。
图1 数据选择器示意图1. 4选1数据选择器图2 4选1数据选择器及其逻辑图2所示为4选1数据选择器及其逻辑。
该电路有4路输入数据和为地址输入。
为使能控制端,当时,数据选择器正常工作;当时,数据选择器的输出被锁定在“0”,不能选择。
由图2(b)可以得到该数据选择器的逻辑函数式为(1)2. 用4选1数据选择器扩展成8选1数据选择器8选1数据选择器有8路数据输入,3位地址输入。
如果用4选1数据选择器实现8选1,需要2片4选1数据选择器,如图所示。
其中,是通过4选1数据选择器的使能控制端接入的。
由图5并根据式(1),可以得到显然实现了8选1的逻辑功能。
图5 用4选1数据选择器扩展成8选1数据选择器实验仪器实验内容及步骤1. 测试和验证74HC153的逻辑功能(1)集成电路芯片74HC153引脚图74HC153是双4选1数据选择器,芯片内部包含两个独立的、完全相同的4选1数据选择器。
图7-5所示为引脚图。
每一个4选1数据选择器都设置了一个使能控制端。
两个4选1数据选择器共享地址输入端。
图6 74HC151引脚图(2)测试和验证74HC153的逻辑功能按图7连接电路。
实验数据记录在表7-1。
验证74HC153的逻辑功能。
图7 测试74HC151的逻辑功能实验电路表1(3)用一片74HC153扩展成8选1数据选择器图8 74HC153扩展成8选1数据选择器实验电路按图8连接电路。
实验数据记录在表2。
验证电路的逻辑功能。
表2实验结果及分析1.实验结果2.分析该实验结果表明74HC153元件实现了4选1的数据选择功能74HC153与74LS00两个4选1数据选择器拓展实现了8选1的逻辑功能实验结论1.74HC153具有4选1逻辑功能,能够实现数据选择,其有4路输入数据D0、D1、D2、D3,A0、A1为地址输入,为使能控制端,当时,数据选择器正常工作;当时,数据选择器的输出被锁定在“0”,不能选择。
组合逻辑电路的仿真1.实验目的➢掌握全加器、译码器、数据选择器电路的特点及设计方法;➢学会应用全加器、译码器及数据选择器设计组合逻辑电路;➢掌握各种组合逻辑电路的仿真。
2.实验器材3.实验内容3.1全加器的EDA仿真a)在Multisim软件中,按照如图1.1所示电路,从TTL库中调74LS00D、74LS86N,从基本库中调VCC、GND、J1、J2、J3,从指示库中调X1、X2等元件,连线构成1位全加器仿真电路,图中J1、J2和J3依次控制两个输入的1位二进制数A、B及低位的二进制数相加向本位的进位C,指示灯X1、X2i分别表示本位输出F和向高位的进位C。
按照功能表分别拨动J1、J2和J3,o即改变输入状态,观察输出的状态变化。
图1.1 一位全加器仿真图b) 按照图1.2及1.3连线进行全加器74LS283及CD4008的功能仿真实验。
图1.2 74LS283功能仿真电路X1X2X3X4X5图1.3 CD4008功能仿真电路c) 利用四位全加器CD4008和四异或门CC4070设计四位无符号数二进制加/减法器,画出仿真图。
解: 分析:二进制加法器可以使用CD4008实现;二进制减法可以转换为补码运算,因为正数补码与原码相同,对负数先求补码,再进行加法运算,最后再对输出求补码,即可得到减法结果。
因为补码=反码+1,反码可以让输入与1异或,+1运算可以通过进位输入端实现。
因此,可以列出真值表如下X1X2X3X4X5上图中,淡黄色为加法运算,橙色为减法运算;绿色为加法结果,其中淡绿色部分与深绿色部分相同;蓝色为加法结果,其中淡蓝色部分与深蓝色部分相同。
因为输入与高电平异或得到负数的反码,与低电平异或得到正数的反码(与原码相同),因此,可以绘制下图所示电路图实现功能:3.2 译码器的EDA 仿真a) 变量译码器变量译码器(又称二进制译码器),用于表示输入变量的状态,如2-4线、3-8线和4-16线译码器。
电路仿真实验报告本次实验旨在通过电路仿真软件进行电路实验,以加深对电路原理的理解,掌握电路仿真软件的使用方法,以及提高实验操作能力。
1. 实验目的。
通过电路仿真软件进行电路实验,掌握电路原理,加深对电路知识的理解。
2. 实验仪器与设备。
电脑、电路仿真软件。
3. 实验原理。
电路仿真软件是一种利用计算机进行电路仿真的工具,可以模拟各种电路的性能,包括直流电路、交流电路、数字电路等。
通过电路仿真软件,可以方便地进行电路实验,观察电路中各种参数的变化,从而加深对电路原理的理解。
4. 实验步骤。
(1)打开电路仿真软件,创建新的电路实验项目。
(2)按照实验要求,设计电路图并进行仿真。
(3)观察电路中各种参数的变化,并记录实验数据。
(4)分析实验数据,总结实验结果。
5. 实验结果与分析。
通过电路仿真软件进行实验,我们可以方便地观察电路中各种参数的变化,比如电压、电流、功率等。
通过对实验数据的分析,我们可以得出一些结论,加深对电路原理的理解。
6. 实验总结。
通过本次实验,我们掌握了电路仿真软件的使用方法,加深了对电路原理的理解,提高了实验操作能力。
电路仿真软件为我们进行电路实验提供了便利,让我们可以更直观地观察电路中各种参数的变化,从而更好地理解电路知识。
7. 实验心得。
通过本次实验,我深刻体会到了电路仿真软件的重要性,它为我们进行电路实验提供了极大的便利。
通过电路仿真软件,我们可以更直观地观察电路中各种参数的变化,从而更好地理解电路原理。
我相信,在今后的学习和工作中,我会继续利用电路仿真软件进行电路实验,不断提高自己的实验操作能力和电路知识水平。
8. 参考文献。
[1] 《电路原理》,XXX,XXX出版社,200X年。
数字逻辑与CPU 仿真实验报告姓名:班级:学号:仿真实验摘要:Multisim是Interactive Image Technologies公司推出的以Windows为基础的仿真工具,具有丰富的仿真分析能力。
本次仿真实验便是基于Multisim软件平台对数字逻辑电路的深入研究,包括了对组合逻辑电路、时序逻辑电路中各集成元件的功能仿真与验证、对各电路的功能分析以及自行设计等等。
一、组合逻辑电路的分析与设计1、实验目的(1)掌握用逻辑转换器进行逻辑电路分析与设计的方法。
(2)熟悉数字逻辑功能的显示方法以及单刀双掷开关的应用。
(3)熟悉字信号发生器、逻辑分析仪的使用方法。
2、实验内容和步骤(1)采用逻辑分析仪进行四舍五入电路的设计①运行Multisim,新建一个电路文件,保存为四舍五入电路设计。
②在仪表工具栏中跳出逻辑变换器XLC1。
图1-1 逻辑变换器以及其面板③双击图标XLC1,其出现面板如图1-1所示④依次点击输入变量,并分别列出实现四舍五入功能所对应的输出状态(点击输出依次得到0、1、x状态)。
⑤点击右侧不同的按钮,得到输出变量与输入变量之间的函数关系式、简化的表达式、电路图及非门实现的逻辑电路。
⑥记录不同的转换结果。
(2)分析图1-2所示代码转换电路的逻辑功能①运行Multisim,新建一个电路文件,保存为代码转换电路。
②从元器件库中选取所需元器件,放置在电路工作区。
•从TTL工具栏选取74LS83D放置在电路图编辑窗口中。
•从Source库取电源Vcc和数字地。
•从Indictors库选取字符显示器。
•从Basic库Switch按钮选取单刀双掷开关SPD1,双击开关,开关的键盘控制设置改为A。
后面同理,分别改为B、C、D。
图1-2 代码转换电路③将元件连接成图1-2所示的电路。
④闭合仿真开关,分别按键盘A、B、C、D改变输入变量状态,将显示器件的结果填入表1-1中。
⑤说明该电路的逻辑功能。
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篇一:multisim仿真实验报告
multisim仿真实验报告
3班刘鑫学号:20XX302660009
实验一单极放大电路
动态仿真一
动态仿真二
2.重新启动仿真波形
R=5.1k
R=330欧
篇二:multisim仿真实验报告
实验报告
—基于multisim的电子仿真设计
班级:卓越(通信)091班姓名:杨宝宝学号:6100209170辅导教师:陈素华徐晓玲
实验一基于multisim数字电路仿真实验
学生姓名:杨宝宝学号:6100209170专业班级:卓越(通信)091班实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:
一、实验目的
1.掌握虚拟仪器库中关于测试数字电路仪器的使用方法,入网数字信号发生器和逻辑分析仪的使用。
2.进一步(:multisim仿真实验报告)了解multisim仿真软件基本操作和分析方法。
二、实验内容
用数字信号发生器和逻辑分析仪测试74Ls138译码器逻辑功能。
三、实验原理
实验原理图如图所示:
四、实验步骤
1.在multisim软件中选择逻辑分析仪,字发生器和
74Ls138译码器;
2.数字信号发生器接138译码器地址端,逻辑分析仪接138译码器输出端。
并按规定连好译码器的其他端口。
3.点击字发生器,控制方式为循环,设置为加计数,频率设为1Khz,并设置显
学生姓名:杨宝宝学号:6100209170专业班级:卓越(通。
低频电子线路实验报告—基于Multisim的电子仿真设计班级:卓越(通信)091班姓名:杨宝宝学号:6100209170辅导教师:陈素华徐晓玲学生姓名:杨宝宝学号:6100209170 专业班级:卓越(通信)091班实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:实验一基于Multisim数字电路仿真实验一、实验目的1.掌握虚拟仪器库中关于测试数字电路仪器的使用方法,入网数字信号发生器和逻辑分析仪的使用。
2.进一步了解Multisim仿真软件基本操作和分析方法。
二、实验内容用数字信号发生器和逻辑分析仪测试74LS138译码器逻辑功能。
三、实验原理实验原理图如图所示:四、实验步骤1.在Multisim软件中选择逻辑分析仪,字发生器和74LS138译码器;学生姓名:杨宝宝学号:6100209170 专业班级:卓越(通信)091班实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:2.数字信号发生器接138译码器地址端,逻辑分析仪接138译码器输出端。
并按规定连好译码器的其他端口。
3.点击字发生器,控制方式为循环,设置为加计数,频率设为1KHz,并设置显示为二进制;点击逻辑分析仪设置频率为1KHz。
相关设置如下图学生姓名:杨宝宝学号:6100209170 专业班级:卓越(通信)091班实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:五、实验数据及结果逻辑分析仪显示图下图实验结果分析:由逻辑分析仪可以看到在同一个时序74LS138译码器的八个输出端口只有一个输出为低电平,其余为高电平.结合字发生器的输入,可知.在译码器的G1=1,G2A=0,G2B=0的情况下,输出与输入的关系如下表所示学生姓名:杨宝宝学号:6100209170 专业班级:卓越(通信)091班实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:当G1=1,G2A=0,G2B=0中任何一个输入不满足时,八个输出都为1六、实验总结通过本次实验,对Multisim的基本操作方法有了一个简单的了解。
第1篇一、实验目的1. 理解数字电路的基本概念和组成原理。
2. 掌握常用数字电路的分析方法。
3. 培养动手能力和实验技能。
4. 提高对数字电路应用的认识。
二、实验器材1. 数字电路实验箱2. 数字信号发生器3. 示波器4. 短路线5. 电阻、电容等元器件6. 连接线三、实验原理数字电路是利用数字信号进行信息处理的电路,主要包括逻辑门、触发器、计数器、寄存器等基本单元。
本实验通过搭建简单的数字电路,验证其功能,并学习数字电路的分析方法。
四、实验内容及步骤1. 逻辑门实验(1)搭建与门、或门、非门等基本逻辑门电路。
(2)使用数字信号发生器产生不同逻辑电平的信号,通过示波器观察输出波形。
(3)分析输出波形,验证逻辑门电路的正确性。
2. 触发器实验(1)搭建D触发器、JK触发器、T触发器等基本触发器电路。
(2)使用数字信号发生器产生时钟信号,通过示波器观察触发器的输出波形。
(3)分析输出波形,验证触发器电路的正确性。
3. 计数器实验(1)搭建异步计数器、同步计数器等基本计数器电路。
(2)使用数字信号发生器产生时钟信号,通过示波器观察计数器的输出波形。
(3)分析输出波形,验证计数器电路的正确性。
4. 寄存器实验(1)搭建移位寄存器、同步寄存器等基本寄存器电路。
(2)使用数字信号发生器产生时钟信号和输入信号,通过示波器观察寄存器的输出波形。
(3)分析输出波形,验证寄存器电路的正确性。
五、实验结果与分析1. 逻辑门实验通过实验,验证了与门、或门、非门等基本逻辑门电路的正确性。
实验结果表明,当输入信号满足逻辑关系时,输出信号符合预期。
2. 触发器实验通过实验,验证了D触发器、JK触发器、T触发器等基本触发器电路的正确性。
实验结果表明,触发器电路能够根据输入信号和时钟信号产生稳定的输出波形。
3. 计数器实验通过实验,验证了异步计数器、同步计数器等基本计数器电路的正确性。
实验结果表明,计数器电路能够根据输入时钟信号进行计数,并输出相应的输出波形。
数字电路仿真实验报告姓名:学号:班级:实验一组合逻辑电路设计与分析 (4)1.实验目的 (4)2.实验原理 (4)3.实验电路及步骤 (4)4.思考题 (7)5.实验心得 (9)实验二编码器、译码器电路仿真实验 (10)1.实验目的 (10)2.实验原理 (10)3.实验电路及步骤 (10)3.1电路 (10)3.2 步骤 (11)4.思考题 (13)5.实验心得 (15)实验三竞争冒险电路仿真实验 (16)1.实验目的 (16)2.实验原理 (16)3.实验电路及步骤 (16)3.1电路 (16)3.2步骤 (17)4.思考题 (23)5.实验心得 (25)实验四触发器电路仿真实验 (26)1.实验目的 (26)2.实验原理 (26)3.实验电路及步骤 (26)3.1电路 (27)3.2步骤 (28)4.思考题 (29)5.实验心得 (31)实验五计数器电路仿真实验 (32)1.实验目的 (32)2.实验原理 (32)3.实验电路及步骤 (33)3.1电路 (33)3.2步骤 (35)4.思考题 (38)5.实验心得 (42)实验六任意N进制数电路仿真实验 (43)1. 实验目的 (43)2. 实验原理 (43)3. 实验电路和步骤 (43)4. 思考题 (46)5.实验心得 (50)实验七数字抢答器的设计 (51)1. 设计任务与要求 (51)2. 预习要求 (51)3. 设计原理与参考电路 (51)4. 实验内容及方法 (52)5. 实验报告及心得: (54)6. 思考题 (54)实验一组合逻辑电路设计与分析1.实验目的(1)学会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。
2.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,一般按图1-1所示步骤进行分析。
组合逻辑电路逻辑表达式最简表达式真值表确切电路功能图1-1 组合逻辑电路的分析步骤根据要求求解电路,是设计组合逻辑电路的过程,一般按图1-2所示步骤进行设计。
第1篇一、实验目的1. 巩固和加深对数字电路基本原理和电路分析方法的理解。
2. 掌握数字电路仿真工具的使用,提高设计能力和问题解决能力。
3. 通过综合实验,培养团队合作精神和实践操作能力。
二、实验内容本次实验主要分为以下几个部分:1. 组合逻辑电路设计:设计一个4位二进制加法器,并使用仿真软件进行验证。
2. 时序逻辑电路设计:设计一个4位计数器,并使用仿真软件进行验证。
3. 数字电路综合应用:设计一个数字时钟,包括秒、分、时显示,并使用仿真软件进行验证。
三、实验步骤1. 组合逻辑电路设计:(1)根据题目要求,设计一个4位二进制加法器。
(2)使用Verilog HDL语言编写代码,实现4位二进制加法器。
(3)使用ModelSim软件对加法器进行仿真,验证其功能。
2. 时序逻辑电路设计:(1)根据题目要求,设计一个4位计数器。
(2)使用Verilog HDL语言编写代码,实现4位计数器。
(3)使用ModelSim软件对计数器进行仿真,验证其功能。
3. 数字电路综合应用:(1)根据题目要求,设计一个数字时钟,包括秒、分、时显示。
(2)使用Verilog HDL语言编写代码,实现数字时钟功能。
(3)使用ModelSim软件对数字时钟进行仿真,验证其功能。
四、实验结果与分析1. 组合逻辑电路设计:通过仿真验证,所设计的4位二进制加法器能够正确实现4位二进制加法运算。
2. 时序逻辑电路设计:通过仿真验证,所设计的4位计数器能够正确实现4位计数功能。
3. 数字电路综合应用:通过仿真验证,所设计的数字时钟能够正确实现秒、分、时显示功能。
五、实验心得1. 通过本次实验,加深了对数字电路基本原理和电路分析方法的理解。
2. 掌握了数字电路仿真工具的使用,提高了设计能力和问题解决能力。
3. 培养了团队合作精神和实践操作能力。
六、实验改进建议1. 在设计组合逻辑电路时,可以考虑使用更优的电路结构,以降低功耗。
2. 在设计时序逻辑电路时,可以尝试使用不同的时序电路结构,以实现更复杂的逻辑功能。
第1篇一、实验目的1. 理解数字系统电路的基本原理和组成。
2. 掌握数字电路的基本实验方法和步骤。
3. 通过实验加深对数字电路知识的理解和应用。
4. 培养学生的动手能力和团队合作精神。
二、实验原理数字系统电路是由数字逻辑电路构成的,它按照一定的逻辑关系对输入信号进行处理,产生相应的输出信号。
数字系统电路主要包括逻辑门电路、触发器、计数器、寄存器等基本单元电路。
三、实验仪器与设备1. 数字电路实验箱2. 数字万用表3. 示波器4. 逻辑分析仪5. 编程器四、实验内容1. 逻辑门电路实验(1)实验目的:熟悉TTL、CMOS逻辑门电路的逻辑功能和测试方法。
(2)实验步骤:1)搭建TTL与非门电路,测试其逻辑功能;2)搭建CMOS与非门电路,测试其逻辑功能;3)测试TTL与门、或门、非门等基本逻辑门电路的逻辑功能。
2. 触发器实验(1)实验目的:掌握触发器的逻辑功能、工作原理和应用。
(2)实验步骤:1)搭建D触发器电路,测试其逻辑功能;2)搭建JK触发器电路,测试其逻辑功能;3)搭建计数器电路,实现计数功能。
3. 计数器实验(1)实验目的:掌握计数器的逻辑功能、工作原理和应用。
(2)实验步骤:1)搭建同步计数器电路,实现加法计数功能;2)搭建异步计数器电路,实现加法计数功能;3)搭建计数器电路,实现定时功能。
4. 寄存器实验(1)实验目的:掌握寄存器的逻辑功能、工作原理和应用。
(2)实验步骤:1)搭建4位并行加法器电路,实现加法运算功能;2)搭建4位并行乘法器电路,实现乘法运算功能;3)搭建移位寄存器电路,实现数据移位功能。
五、实验结果与分析1. 逻辑门电路实验通过搭建TTL与非门电路和CMOS与非门电路,测试了它们的逻辑功能,验证了实验原理的正确性。
2. 触发器实验通过搭建D触发器和JK触发器电路,测试了它们的逻辑功能,实现了计数器电路,验证了实验原理的正确性。
3. 计数器实验通过搭建同步计数器和异步计数器电路,实现了加法计数和定时功能,验证了实验原理的正确性。
电学实验报告模板实验原理移位寄存器是逻辑电路中的一种重要逻辑部件,它能存储数据,还可以用来实现数据的串行-并行转换、数据的运算和处理。
1.寄存器(1)D触发器图1 D触发器图1所示D触发器。
每来一个CLK脉冲,触发器都在该CLK脉冲的上升沿时刻,接收输入数据D,使之作为触发器的新状态。
D触发器的特性方程为(2)用D触发器构成并行寄存器图2 用D触发器构成并行寄存器图2所示为用D触发器构成四位并行寄存器。
为异步清零控制端,高电平有效。
当时,各触发器输出端Q的状态,取决于CLK上升沿时刻的D端状态。
2.移位寄存器(1)用D触发器构成移位寄存器图3 用D触发器构成4位串行移位寄存器图3所示为用D触发器构成的4位串行移位寄存器。
其中左边第一个触发器的输入端接收输入数据,其余的每一个触发器的输入端均与左边相邻的触发器的Q端连接。
当时钟信号CLK的上升沿时刻,各触发器同时接收输入数据。
四位寄存器的所存数据右移一位。
(2)双向移位寄存器74LS194图4 双向移位寄存器74LS194逻辑框图图4 所示为集成电路芯片双向移位寄存器74LS194逻辑框图。
为便于扩展逻辑功能,在基本移位寄存器的基础上增加了左右移控制、并行输入、保持和异步清零等功能。
74LS194的逻辑功能如表1所列。
表13.用移位寄存器构成计数器(1)环形计数器图5 环形计数器如果将移位寄存器的串行移位输出端接回到串行移位输入端,如图5所示。
那么,在时钟CLK的作用下,寄存器里的数据将不断循环右移。
例如,电路的初始状态为,则电路的状态转换图如图6所示。
可以认为,这是一个模4计数器。
图6 环形计数器状态转换图实验内容及步骤1. 用两片74LS74构成四位移位寄存器(1)74LS74引脚图图10 74LS74引脚图(2)用74LS74构成四位移位寄存器图11 用74LS74构成四位移位寄存器实验电路按照图11连接电路。
首先设置,使寄存器清零。
然后,设置,在CLK输入端输入单次脉冲信号当作时钟信号,通过输出端的发光二极管观察的状态,判断移位的效果。
竭诚为您提供优质文档/双击可除电子仿真实验报告篇一:模拟电子技术基础课后仿真实验报告模电课后仿真分析报告学院____班级___________姓名___________________学号指导老师______二极管静态和动态电压的测试仿真数据结论(1)比较直流电源在1V和4V两种情况下二极管直流管降压可知,二极管的直流电流越大,管压降越大,直流管压降不是常数。
(2)比较直流电源在1V和4V两种情况下二极管直流管降压可知,二极管的直流电流越大,其交流管压降越小,说明随着静态电流的增大,动态电阻将越小;两种情况下电阻的交流压降均接近输入交流电压值,说明二极管的动态电阻很小。
共源放大电路测试仿真数据结论(1)由2n7000的转移特性可得ugs(th)=2V,IDo=199.182mA。
由于ugs变化时iD变化较快,因此用电子仪器测量时,应特别注意不能超过场效应管的最大功耗,以免烧坏。
(2)当电阻Rg2增大时,ugsQ减小,IDQ减小,uDsQ增大,|Au|减小。
由此说明,在Rd和RL不变的?情况下,调整电路参数增大IDQ是提高电路电压放大能力的有效方法。
需要注意的是,调节Rg2时,要始终保证效应管工作在恒流区,保证电路不是真。
(3)由ugs(th)=2V,IDo=199.182mA和公式gm?2ugs(th)IDo?IDQ,分别计算Rg2等于6?和6.1?时的gm分别为13.7ms和10.4ms,因此电压放大倍数Au??gm(Rd//RL)??13.7?5??68?Au??gm(Rd//RL)??10.5?5??52?两级直接耦合放大电路的测试静态工作点调试电压放大倍数测试共模放大倍数的测试篇二:电路仿真实验报告格式模拟电子技术课程电路仿真实验报告一、本仿真实验的目的查阅教材第八章内容可以知道,本实验中三个运放运放一和运放三作为电压比较器,另一个运放的输出电压与Rc电路充放电有关。
因此预计运放一和运放三输出波形为方波,运放二输出与运放一输出波形频率相同的。
第1篇一、实验目的1. 理解和掌握数字电路的基本原理和组成。
2. 熟悉数字电路实验设备和仪器的基本操作。
3. 培养实际动手能力和解决问题的能力。
4. 提高对数字电路设计和调试的实践能力。
二、实验器材1. 数字电路实验箱一台2. 74LS00若干3. 74LS74若干4. 74LS138若干5. 74LS20若干6. 74LS32若干7. 电阻、电容、二极管等元器件若干8. 万用表、示波器等实验仪器三、实验内容1. 基本门电路实验(1)验证与非门、或非门、异或门等基本逻辑门的功能。
(2)设计简单的组合逻辑电路,如全加器、译码器等。
2. 触发器实验(1)验证D触发器、JK触发器、T触发器等基本触发器的功能。
(2)设计简单的时序逻辑电路,如计数器、分频器等。
3. 组合逻辑电路实验(1)设计一个简单的组合逻辑电路,如4位二进制加法器。
(2)分析电路的输入输出关系,验证电路的正确性。
4. 时序逻辑电路实验(1)设计一个简单的时序逻辑电路,如3位二进制计数器。
(2)分析电路的输入输出关系,验证电路的正确性。
5. 数字电路仿真实验(1)利用Multisim等仿真软件,设计并仿真上述实验电路。
(2)对比实际实验结果和仿真结果,分析误差原因。
四、实验步骤1. 实验前准备(1)熟悉实验内容和要求。
(2)了解实验器材的性能和操作方法。
(3)准备好实验报告所需的表格和图纸。
2. 基本门电路实验(1)搭建与非门、或非门、异或门等基本逻辑电路。
(2)使用万用表测试电路的输入输出关系,验证电路的功能。
(3)记录实验数据,分析实验结果。
3. 触发器实验(1)搭建D触发器、JK触发器、T触发器等基本触发电路。
(2)使用示波器观察触发器的输出波形,验证电路的功能。
(3)记录实验数据,分析实验结果。
4. 组合逻辑电路实验(1)设计4位二进制加法器电路。
(2)搭建电路,使用万用表测试电路的输入输出关系,验证电路的正确性。
(3)记录实验数据,分析实验结果。
数字逻辑与CPU 仿真实验报告姓名:班级:学号:仿真实验摘要:Multisim是Interactive Image Technologies公司推出的以Windows为基础的仿真工具,具有丰富的仿真分析能力。
本次仿真实验便是基于Multisim软件平台对数字逻辑电路的深入研究,包括了对组合逻辑电路、时序逻辑电路中各集成元件的功能仿真与验证、对各电路的功能分析以及自行设计等等。
一、组合逻辑电路的分析与设计1、实验目的(1)掌握用逻辑转换器进行逻辑电路分析与设计的方法。
(2)熟悉数字逻辑功能的显示方法以及单刀双掷开关的应用。
(3)熟悉字信号发生器、逻辑分析仪的使用方法。
2、实验内容和步骤(1)采用逻辑分析仪进行四舍五入电路的设计①运行Multisim,新建一个电路文件,保存为四舍五入电路设计。
②在仪表工具栏中跳出逻辑变换器XLC1。
图1-1 逻辑变换器以及其面板③双击图标XLC1,其出现面板如图1-1所示④依次点击输入变量,并分别列出实现四舍五入功能所对应的输出状态(点击输出依次得到0、1、x状态)。
⑤点击右侧不同的按钮,得到输出变量与输入变量之间的函数关系式、简化的表达式、电路图及非门实现的逻辑电路。
⑥记录不同的转换结果。
(2)分析图1-2所示代码转换电路的逻辑功能①运行Multisim,新建一个电路文件,保存为代码转换电路。
②从元器件库中选取所需元器件,放置在电路工作区。
•从TTL工具栏选取74LS83D放置在电路图编辑窗口中。
•从Source库取电源Vcc和数字地。
•从Indictors库选取字符显示器。
•从Basic库Switch按钮选取单刀双掷开关SPD1,双击开关,开关的键盘控制设置改为A。
后面同理,分别改为B、C、D。
图1-2 代码转换电路③将元件连接成图1-2所示的电路。
④闭合仿真开关,分别按键盘A、B、C、D改变输入变量状态,将显示器件的结果填入表1-1中。
⑤说明该电路的逻辑功能。
表1-1 代码转换电路输入输出对应表输入输出A B C D U200110010010101201103011141000510016101071011811009(3)用八选一数据选择器74LS151设计一个全加、全减逻辑电路。
要求:党控制信号M=0时,电路实现全加器的功能;当控制信号M=1时,电路实现全减器的功能。
①运行Multisim,新建一个电路文件,保存为全加减电路文件。
②从元器件库中选取所需元器件,放置在电路工作区,并连线。
从TTL工具栏选取所需元器件74LS151D和反相器74LS04,放置在电路工作区;在仪表工具栏中调出字信号发生器XWG1、逻辑分析仪XLA1;将元器件和仪表按图1-3所示连接。
其中,为了使输出、输入变量之间对应关系更加清楚,在输入和输出端通过Place/Place text分别设置了S、Cn+1、M、A等文本标识。
图1-3 数据选择器实现的可控全加、全减器电路③双击字信号发生器XWG1图标,按照图1-4所示进行面板的设置。
图1-4 字发生器XWG1面板设置④双击逻辑分析仪XLA1图标,观察并画出输入变量与输出变量之间的对应波形。
⑤分析输出变量与输入变量之间的对应关系,将结果填入表1-2中。
表1-2 全加减电路测试结果输入输出M A B C S Cn+10000000001100010100011010100100101010110010111111000001001111010111011011100101101001110001111113、实验结果与分析(1)采用逻辑分析仪进行四舍五入电路的设计在逻辑变换器XLC1面板中设置好输入状态以后,进行不同的转换。
(I)转换成逻辑函数表达式,得到输出变量与输入变量之间的函数关系式:F=A’BC’D+A’BCD’+A’BCD+AB’CD’+AB’C’D ,如图1-5图1-5 输出与输入变量之间的函数关系式图1-6最简函数关系式(II)转换成最简函数表达式,得到:F=BC+BD+A ,如图1-6(III)转换成与或门组成的门电路,得到图1-7。
图1-7 与、或门逻辑电路(IV)转换成与非门组成的门电路,得到图1-8。
图1-8 与非门逻辑电路(2)分析图1-2所示代码转换电路的逻辑功能分别改变A、B、C、D四个输入变量的状态可以得到不同的显示结果,并均已记录在表1-1中。
从该表中,我们可以看出,该电路的逻辑功能是对余3码的译码(或者也可以说是将余3码转换成8421BCD码)。
这与理论上的分析结果一致。
74LS83D是全加器,其中,输入端B4B3B2B1端已分别置为1101,最低位进位端C0也已置1。
当改变A、B、C、D键以改变A4A3A2A1的状态后,输出端便得到不同的值。
经计算会发现该电路的确是将余3码译码后在数码管上显示。
(3)用八选一数据选择器74LS151设计一个全加、全减逻辑电路。
设计电路如图1-3所示。
完成字信号发生器面板设置之后,在逻辑分析仪XLA1中可以观察到输入变量与输出变量之间的对应波形如图1-9所示。
其中,从上而下显示的波形依次为变量M、C、B、A、S、Cn+1 的波形。
图1-9 全加减逻辑电路各变量波形另外,该电路的测试结果已填入表1-2中。
根据该表分析,可以看出该电路已经满足功能,即当M=0时,S=A+B+C,Cn+1为进位位,电路实现的是全加器的功能;当M=1时,S=C-B-A,Cn+1为借位位,电路实现的是全减器的功能。
二、时序逻辑电路的分析与设计1、实验目的(1)掌握常用时序逻辑电路的分析、设计与测试方法。
(2)熟悉数字逻辑功能的显示方法及单刀双掷开关的应用。
(3)熟悉字信号发生器、逻辑分析仪的使用方法。
2、实验内容和步骤(1)四位二进制计数器电路的分析。
①选取元器件、仪器并按图2-1连接电路。
②运行仿真,双击逻辑分析仪XLA1图标,观察并画出其显示的波形。
③分析逻辑分析仪上显示的Q0、Q1、Q2和Q3的波形,确定该电路的逻辑功能。
图2-1 四位二进制计数器电路(2)集成74LS290计数器的功能测试①选取元器件并按图2-2所示电路连接,置“9”和置“0”端的状态由单刀双掷开关控制,输出端状态由放光器件显示。
图2-2 (1)74LS290的功能测试一(8421)图2-2(2)74LS290的功能测试二(5421)②分别改变置“9”和置“0”端的状态,实现置“0”(0000)和置“9”(1001)的功能,将测试结果填入表2-1中。
③改变电路的连接形式,用74LS290实现二进制、五进制、十进制8421BCD码的计数器,记录测试结果。
表2-1输入端输出端R01R02R91R92CP1CP2QD QC QB QA 110X X X000011X0X X0X11X X1001X011X X0X0X↓QA8421码十进制计数器0X0X QD↓5421码十进制计数器(3)用两片74LS160设计实现24进制计数器,用数码管显示并验证计数状态。
3、实验结果与分析(1)四位二进制计数器电路的分析(I)连接好电路并开始仿真后,在逻辑分析仪XLA1上可以得到仿真结果如图2-3所示,其中从上到下依次为CP脉冲、Q0、Q1、Q2、Q3(4个JK触发器的输出)的波形。
(II)分析该所有波形,可以确定该电路的逻辑功能实际上是一个异步十进制计数器。
Q3Q2Q1Q0从初始状态0000开始,到1001后图2-3 四位二进制计数器电路波形返回初始状态,如此循环下去。
(2)集成74LS290计数器的功能测试电路中,输出端如果输出高电平,则相应发光器件会有亮光的指示,否则输出的是低电平。
经过功能测试后,测试结果已填入表2-1中。
经分析,该电路有以下特点与功能:(I)异步清零。
当R01、R02全为高电平,R91、R92中至少一个为低电平时,不需要时钟脉冲配合,即可使所有触发器清零。
(II)异步置9。
当R91、R92全为高电平,R01、R02中至少一个为低电平时,不需要时钟脉冲配合,即可将Q3~Q0置成1001。
(III)计数。
当R01、R02及R91、R92中至少有一个为低电平时,在时钟脉冲CP0或者CP1的下降沿作用下电路开始计数。
其计数方式又根据不同情况分为两种:第一种是Q0与CP1相连,计数脉冲从CP0输入,此时构成的是8421码十进制计数器,见图2-2(1);第二种是Q3与CP0相连,计数脉冲由CP1输入,则构成5421码十进制计数器。
(3)用两片74LS160设计实现24进制计数器,并用数码管显示并验证计数状态。
经分析,我自行设计电路如图2-4所示,并已通过验证能实现24进制计数功能。
图2-4 24进制计数器设计电路(I)设计思路及原理:74LS160是一种同步8421BCD码十进制计数器,具有异步清零、同步预置、计数和保持的功能。
其中利用同步预置这一点,我设计出了如图2-4的电路。
电路中,U1、U2的时钟脉冲信号均由信号源CP直接提供,而U2的计数控制端ENP、ENT则与U1的进位端RCO相连。
当U1有进位时,U2控制端才被驱动,U2计数一次。
这是并行进位方式。
此外,电路中U1是计个位,U2是计十位,当从0计数到23(即U2:0010,U1:0011)时,通过与非门74LS12D,LD’同步预置端被激活,下一个CP信号脉冲时,U2U1均又预置已设定好的00000000,如此循环,实现24进制计数功能。
(II)结果显示与验证:将U2的QD~QA和U1的QD~QA分别接入一个数码管(注意对应管脚),即可显示其表示的数,如图2-4中数码管显示的23。
仿真开始后,观察到数码管从00开始,01、02…22、23、00、01…一直循环下去。
所以,该电路实现了从0——23的计数,也即实现了24进制的计数功能。
三、选做内容1、实验目的(1)深入掌握组合逻辑电路的分析与设计方法。
(2)熟悉数字逻辑功能的显示方法以及单刀双掷开关的应用。
(3)熟悉逻辑分析仪的使用方法。
2、实验内容与步骤(1)用74LS83将余3码转换成8421码。
74LS83是四位加法器,用它设计一个代码转换电路,将余3码转换成8421码,并用数码管显示转换结果。
(2)用八选一数据选择器74LS151设计一个组合逻辑电路。
电路有三个输入变量A、B、C和一个控制变量M。
当控制信号M=0时,电路实现“意见一致”的功能,即A、B、C状态一致时输出为“1”,否则为“0”;当控制信号M=1时,电路实现“多路表决”的功能,即输出与A、B、C中多数状态一致。
3、实验结果与分析(1)用74LS83将余3码转换成8421码。
经分析,自行设计电路如图3-1所示,通过数码管显示,并已得到验证。
图3-1 余3码转换8421码电路(I)设计思路及原理:从实验一(2)中,我们了解到74LS83是一个四位的全加器,利用它可以设计代码转换电路,而通过分析后,发现实验一(2)正是将余3码转换成8421码的电路。