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实验一简单逻辑电路的原理图设计实验目的（1）学习并掌握QuartusⅡ开发系统的基本操作。
（2）学习并掌握在QuartusⅡ中原理图设计电路的方法。
（3）掌握在QuartusⅡ中设计简单逻辑电路的方法。
（4）掌握CPLD/FPGA的开发流程。
（5）掌握EDA实验开发系统的使用。
实验仪器设备（1）PC一台。
（2）QuartusⅡ开发软件一套。
（3） EDA技术实验开发系统一套。
实验要求（1）预习教材中的相关内容。
（2）阅读并熟悉本次实验的内容。
（3）用图形输入方式完成电路设计。
（4）分析功能仿真与时序仿真的差别。
（5）下载电路到EDA实验系统验证结果。
实验任务设计一个２－４线译码器并进行仿真、下载验证。
（１）２－４线译码器的逻辑线路图，在QuartusⅡ软件中完成的２－４线原理图，如下图一所示。
（２）原理图设计，编译和仿真方法与步骤。
１） 建立工程，主要包括建立工程文件，选择需要加入的文件和库，选择目标器件，选择第三方EDA 工具，结束设置。
２） 建立原理图文件，主要包括建立原理图／图表模块文件，放置元件符号，连接各元器件并命名，保存文件。
３） 对设计进行编译。
４） 仿真，主要过程包括建立矢量波形文件，添加端口或结点，编辑输入信号并保存文件，仿真。
（３） 引脚图分配。
引脚分配是为了对所涉及的工程进行硬件测试，将输入输出信号锁定在器件确定的引脚上，选择Assignment|Pins 菜单命令，确定本项目所有的输入输出引脚名，然后重新编译工程。
（４） 下载编程／配置步骤。
当连接好实验系统的下载电缆后，打开Quartus Ⅱ７．２软件，Quartus Ⅱ软件主界面中选择Tools |Programer 菜单命令，打开编程器对话框，查看左上角的Hardware 栏中硬件是否已经安装。
VCCAINPUTVCCBINPUT OUT1OUTPUT OUT2OUTPUT OUT3OUTPUT OUT4OUTPUT AND2instAND2inst1AND2inst2AND2inst3NOTinst4NOTinst5图一 实验原理图实验报告与总结实验仿真结果与分析。
以数字信号为特征的现代信息技术迅猛发展，数字信号在变化中只有两个对立状态，“有”或“没有”；而模拟信号是连续的。
在高中物理中，我们简单的来了解一下基本的处理数字信号的逻辑电路——门电路。
处理数字信号的电路叫做数字电路，具有逻辑功能的数字电路叫做逻辑电路。
门电路“门”就是一种开关，在一定条件下它允许信号通过；如果条件不允许，信号就被阻挡在“门”外的一种逻辑关系。
门电路的种类“与”门；“或”门；“非”门。
“与”门如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，我们把这种关系叫做“与”逻辑关系。
“与”门的符号和真值表如图所示，两个开关A,B串联起来控制同一个灯泡L，为了使灯泡亮，那么A,B开关必须同时处于闭合状态；当A,B开关一个或两个都断开时，灯泡L是灭的。
具有“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路，简称“与”门。
“或”门如果几个条件中，只要有一个条件得到满足，某件事就会发生，这种关系叫做“或”逻辑关系。
具有“或”逻辑关系的电路叫做“或”门。
“或”门的符号和真值表z的值依次为1 1 0 1。
如图所示，两个开关A,B并联在电路中，只要A,B任意开关处于闭合状态，那么灯泡L就会亮；当A,B同时处于断开状态时，L是灭的。
“非”门我们假设开关闭合为1，断开为0，灯泡L亮为1，熄灭为0。
开关通断是控制条件，即输入，灯泡亮熄是控制的结果，即输出。
“非”门的符号和真值表当开关闭合即输入为1时，灯泡熄灭，输出为0；当开关断开即输入为0时，灯泡亮，输出为1。
像这种输入状态与输出状态相反的逻辑关系，叫做“非”门电路。
习题演练1. 一逻辑电路图如下图所示，其真值表见下表，此逻辑电路为门电路，在真值表中X处的逻辑值为。
2. 如图为某一控制小灯泡亮和熄灭的简单逻辑电路图，L为小灯泡，R为电阻箱，R'为光敏电阻，有光照射是R'的电阻将显著变小，下列说法正确的是（）A 逻辑电路是“或”门电路。
B 逻辑电路是“与”门电路。
1、“与”门应用简单防盗报警器：当放在保险箱前地板上的按钮开关被脚踩下而闭合同时安装在保险箱内的光敏电阻被手电筒照射时就会发出鸣叫声。
（如图1）原理：当盗贼踩到装在保险箱前地板上的按钮开关S 时，“与”门的A 输入端变为高电势；同时若安装在保险箱内的光敏电阻受到光照，其电阻值将变小，使“与”门的B 输入端也变为高电势，根据“与”门的特点输出端Z 变为高电势，电铃报警。
2、“或”门应用简单车门报警电路：当任意一个车门没有关好时，报警器发出警报。
原理：两个按钮开关S 1，S 2分别装在汽车的两道门上。
只要其中任何一个开关处于断开状态，“或”门的一个输入端就为高电势，根据“或”门的特点输出端Z 变为高电势，发光二极管就发光报警。
3、“非”门应用 简易的火警报警电路：正常情况下电铃不响，当火警发生时电铃响起。
（如图5）图 1图 2 上开关 光传感器 蜂鸣器 5V0V图 3图 4图 6变阻器温度传感器5V 图 50V原理：当火警发生时，温度升高，热敏电阻的阻值变小，输入端A 点的电势变为低电势，根据非门的特点输出端Z 变为高电势，蜂鸣器报警。
“与”门，“或” 门和 “非”门在逻辑电路中是最小的结构单位，用这三个基本门可以组合成复杂门和更加复杂的逻辑电路。
1、组合逻辑电路：用基本门电路通过各种组合方式，可以达到不同的设计要求，从而构成各种组合逻辑电路。
2、“与非”门：1）构成：把一个与门的输出端接入一个非门的输入端，如图7。
2）“与非”门真值表：3）“与非”门电路符号：如图9。
3、“或非”门：1）构成：把一个或门的输出端接入一个非门的输入端，如图10。
2）“或非”门真值表：3）“或非”门电路符号：如图12。
4、“与或”门：图 8图 7图 9图12图11图 10图135、“与或非”门：1）构成：把一个与或非门的输出端接入一个非门的输入端，如图15。
2）“与或非”门真值表：6、 模块化思想。
基本门电路实际上是一种模块式电路，应用基本门组合成比较复杂的逻辑电路时，我们可以仅仅关心它们的输入和输出特性，而不必在意它们的内部结构，这种科学的思维方法就叫做模块化思想。
《简单的逻辑电路》物理教案第一章：逻辑电路基础1.1 教学目标：了解逻辑电路的定义和作用。
掌握逻辑电路的基本组成和符号表示。
1.2 教学内容：逻辑电路的定义和作用。
逻辑电路的基本组成：输入、输出、逻辑门。
逻辑电路的符号表示：与门、或门、非门。
1.3 教学方法：采用讲解和示例相结合的方式，让学生理解逻辑电路的基本概念。
通过绘制逻辑电路图，加深学生对逻辑电路符号表示的理解。
1.4 教学评估：课堂练习：让学生绘制简单的逻辑电路图。
课后作业：要求学生分析并解释给定的逻辑电路的功能。
第二章：与门和或门2.1 教学目标：掌握与门和或门的功能和工作原理。
能够分析简单的与门和或门电路。
2.2 教学内容：与门的功能和工作原理。
或门的功能和工作原理。
简单电路的分析：与门和或门的组合。
2.3 教学方法：通过实验和示例，让学生观察和理解与门和或门的功能。
引导学生通过逻辑推理，分析简单电路的功能。
2.4 教学评估：课堂实验：观察并解释与门和或门的实验结果。
课后作业：分析并绘制给定的简单电路图。
第三章：非门3.1 教学目标：掌握非门的功能和工作原理。
能够分析非门电路。
3.2 教学内容：非门的功能和工作原理。
非门电路的分析。
3.3 教学方法：通过实验和示例，让学生观察和理解非门的功能。
引导学生通过逻辑推理，分析非门电路的功能。
3.4 教学评估：课堂实验：观察并解释非门的实验结果。
课后作业：分析并绘制给定的非门电路图。
第四章：逻辑电路的应用4.1 教学目标：了解逻辑电路的实际应用。
能够设计简单的逻辑电路。
4.2 教学内容：逻辑电路的实际应用：数字电路、计算机等。
设计简单的逻辑电路：编码器、译码器等。
4.3 教学方法：通过实例和项目，让学生了解逻辑电路在实际应用中的作用。
引导学生通过小组合作，设计简单的逻辑电路。
4.4 教学评估：小组项目：设计并实现一个简单的逻辑电路。
课后作业：分析并解释给定的逻辑电路应用实例。
第五章：逻辑电路的测试与维护5.1 教学目标：了解逻辑电路的测试方法。
简单的逻辑电路(解析版)什么是逻辑电路？逻辑电路是一个电子系统，它能够执行逻辑运算，并输出数字信号。
逻辑电路通常由基本逻辑门（AND、OR、NOT）和它们的组合构成。
逻辑电路可以嵌入到计算机的 CPU （中央处理器）、内存、输入输出和各种电子设备中，从而控制它们的工作流程。
逻辑电路的设计和实现是数字电子学中的一个主要研究方向，它的目的是将逻辑门按照特定的规则组合连接，构成具有特定功能的逻辑电路。
逻辑门的种类AND门AND门是逻辑电路中最基础的门之一，它的输入为两个或多个信号，输出结果仅当所有输入信号都为真时才为真。
AND门可以用以下逻辑公式表示：C = A * B其中 C 为输出信号，A 和 B 为输入信号，* 表示逻辑乘法。
下图是一个简单的AND 门电路示意图：+/ \\/ \\/ \\IN1 ---| |--- OUT\\ /\\ /+IN2 -----------OR门OR门是逻辑电路中另一个基本门，它的输入为两个或多个信号，输出结果仅当所有输入信号中至少有一个为真时才为真。
OR门可以用以下逻辑公式表示：C = A + B其中 C 为输出信号，A 和 B 为输入信号，+ 表示逻辑加法。
下图是一个简单的OR 门电路示意图：IN1 ---+\\\\|+--- OUT//IN2 --+NOT门NOT门是逻辑电路中最简单的门，它只有一个输入信号，输出结果为该输入信号值的反转。
NOT门可以用以下逻辑公式表示：C = not A其中 C 为输出信号，A 为输入信号，not A 表示对 A 取反。
下图是一个简单的NOT 门电路示意图：+/ \\/ \\/ \\IN-----|--- OUT\\ /\\ /\\ /+逻辑电路的组合与实现基本逻辑门可以组合连接，构成更复杂的逻辑电路，实现更为复杂的逻辑功能。
下图是一个由两个 AND 门和一个 OR 门组成的逻辑电路示意图：IN1 ---+ +---+| | |+----+ | || | +--- OUTIN2 -----+ | +-+-+| |+-+-+| || +---+| |IN3 ---+ +---+此电路的逻辑公式为：C = (A * B) + C其中 C 为输出信号，A、B 和 C 为输入信号。
