数字逻辑第一次试验

数字逻辑实验报告1篇一：数字逻辑实验报告实验一 TTL门电路的逻辑功能测试一、实验目的1、掌握TTL器件的使用规则。

2、掌握TTL集成与非门的逻辑功能。

3、掌握TTL集成与非门的测试方法。

二、实验原理TTL集成电路的输入端和输出端均为三极管结构，所以称作三极管、三极管逻辑电路（Transistor -Transistor Logic ）简称TTL电路。

54 系列的TTL电路和74 系列的TTL电路具有完全相同的电路结构和电气性能参数。

所不同的是54 系列比74 系列的工作温度范围更宽，电源允许的范围也更大。

74 系列的工作环境温度规定为0—700C，电源电压工作范围为5V±5%V，而54 系列工作环境温度规定为-55—±1250C，电源电压工作范围为5V±10%V。

54H 与74H,54S 与74S 以及54LS 与74LS 系列的区别也仅在于工作环境温度与电源电压工作范围不同，就像54 系列和74 系列的区别那样。

在不同系列的TTL 器件中，只要器件型号的后几位数码一样，则它们的逻辑功能、外形尺寸、引脚排列就完全相同。

TTL 集成电路由于工作速度高、输出幅度较大、种类多、不易损坏而使用较广，特别对我们进行实验论证，选用TTL电路比较合适。

因此，本实训教材大多采用74LS(或74)系列TTL 集成电路，它的电源电压工作范围为5V±5%V，逻辑高电平为“1”时≥2.4V，低电平为“0”时≤0.4V。

它们的逻辑表达式分别为：图 1.2.1 分别是本次实验所用基本逻辑门电路的逻辑符号图。

图 TTL 基本逻辑门电路与门的逻辑功能为“有0 则0，全1 则1”；或门的逻辑功能为“有1则1，全0 则0”；非门的逻辑功能为输出与输入相反；与非门的逻辑功能为“有0 则1，全1 则0”；或非门的逻辑功能为“有1 则0，全0 则1”；异或门的逻辑功能为“不同则1，相同则0”。

三、实验设备与器件1、仪器数字逻辑实验箱2、器件74LS00 二输入端四与非门四、实验内容及实验步骤(包括数据记录）1、测试74LS00（四2输入端与非门）逻辑功能将74LS00正确接入DIP插座，注意识别1脚位置（集成块正面放置且缺口向左，则左下角为1脚），输入端接逻辑电平输出插口，输出端接逻辑电平显示，拨动逻辑电平开关，根据LED发光二极管亮与灭，检测非门的逻辑功能，结果填入下表中。

一．“七段数码管字形发生器”真值表（支持共阴极，1亮0灭）二．卡诺图化简：三．在Quartus 中，建工程，采用原理图设计方法，画整体电路图，设定I/O ，编译纠错第一次编译出错，Input与Output中部分名称重复，改Input中“A”为“In-A”，B、C、D同理。

第二次编译通过。

四．在Quartus中，对所设计的电路进行整体功能仿真：五．仅采用与非门实现的解决方案：根据摩根代换定律，将a~f的表达式改为与非式，在Quartus中重新用原理图的方法画出整体电路图，设定I/O，根据新表达式在电路中适当添加非门，编译纠错。

并对电路功能进行整体仿真。

六．支持共阳极数码管的解决方案：将a~f的输出信号按位取反。

即在各信号输出之前添加非门。

七．填写真值表：八．自定义三个4变量功能函数（不能重复前面的三变量函数功能），填写真值表：九．小结：首先明白了数码管工作原理后，通过写出a~f输出变量的表达式熟练了将真值表在卡诺图上表示的方法。

（由于BD字样不易显示，选用小写b和d）之后在摸索中掌握了Quartus中原理图的使用方法。

第一次编译得知在定义名称时字母不区分大写小写，A与a 将被视为重复命名。

第二次只是有几个warnings，给忽略了。

进行仿真时，由于和原理图设计是分两次进行的，在选择“Node Finder...”插入节点时系统没有自动选中我之前保存的bdf文件，显示“No node available”。

重新打开之前的工程文件重试后成功。

在仿真时不知道是否应该将ABCD连续设置16次分别观察是否显示0~F，还是将输入信号设为随即信号，整体观察。

后来一想没啥区别，后者逐个信号竖向观察就能知道显示的数字对不对，还更方便。

观察仿真波形发现，在固定输入信号时，确实输出的信号符合要求。

选做题没想出好方法，觉得只有同时连两条线路才可实现。

其实已开始对这个软件真是无从下手。

多亏几个朋友对我的帮助，我才掌握了基本使用方法。

一、实习目的本次数字逻辑实习的主要目的是通过实际操作和理论学习，加深对数字逻辑电路基本原理的理解，掌握数字逻辑电路的设计、分析和仿真方法，提高解决实际问题的能力。

二、实习内容1. 数字逻辑电路基本原理的学习在实习过程中，我们首先学习了数字逻辑电路的基本原理，包括逻辑门、触发器、计数器、寄存器等基本逻辑元件及其组合逻辑和时序逻辑电路的设计方法。

2. 逻辑门电路的设计与仿真通过Logisim软件，我们设计并仿真了各种逻辑门电路，如与门、或门、非门、异或门等。

通过实验，我们验证了所设计的逻辑门电路的正确性。

3. 触发器电路的设计与仿真我们学习了D触发器、JK触发器、T触发器等基本触发器电路的设计方法，并利用Logisim软件进行仿真，验证了所设计的触发器电路的功能。

4. 计数器电路的设计与仿真我们学习了同步计数器、异步计数器等计数器电路的设计方法，并利用Logisim软件进行仿真，验证了所设计的计数器电路的正确性。

5. 寄存器电路的设计与仿真我们学习了移位寄存器、同步寄存器等寄存器电路的设计方法，并利用Logisim软件进行仿真，验证了所设计的寄存器电路的功能。

三、实习过程1. 实验准备在实习开始前，我们查阅了相关资料，了解了数字逻辑电路的基本原理和设计方法。

同时，我们预习了实验指导书，明确了实验目的、内容和步骤。

2. 实验操作在实验过程中，我们按照实验指导书的要求，利用Logisim软件设计并仿真了各种数字逻辑电路。

在实验过程中，我们遇到了一些问题，通过查阅资料、请教老师等方式解决了这些问题。

3. 结果分析通过对所设计的数字逻辑电路进行仿真，我们验证了电路的正确性。

同时，我们分析了电路的性能，如速度、功耗等。

四、实习收获1. 提高了数字逻辑电路设计能力通过本次实习，我们掌握了数字逻辑电路的设计方法，提高了数字逻辑电路的设计能力。

2. 增强了实践操作能力在实习过程中，我们学会了使用Logisim软件进行数字逻辑电路的仿真，提高了实践操作能力。

数字逻辑电路实验报告指导老师:班级:学号:姓名：时间：第一次试验一、实验名称：组合逻辑电路设计1二、试验目的：掌握组合逻辑电路的功能测试。

1、验证半加器和全加器的逻辑功能。

2、、学会二进制数的运算规律。

3、试验所用的器件和组件：三、74LS00 3片，型号二输入四“与非”门组件74LS20 1片，型号四输入二“与非”门组件74LS86 1片，型号二输入四“异或”门组件实验设计方案及逻辑图：四、/全减法器，如图所示：1、设计一位全加时做减法运时做加法运算，当M=1M决定的，当M=0 电路做加法还是做减法是由SCin分别为加数、被加数和低位来的进位，、B和算。

当作为全加法器时输入信号A分别为被减数，减数Cin、B和为和数，Co为向上的进位；当作为全减法时输入信号A 为向上位的借位。

S为差，Co和低位来的借位，1）输入/（输出观察表如下：（2）求逻辑函数的最简表达式函数S的卡诺图如下：函数Co的卡诺如下：化简后函数S的最简表达式为：Co的最简表达式为：2（3）逻辑电路图如下所示：、舍入与检测电路的设计：2F1码，用所给定的集成电路组件设计一个多输出逻辑电路，该电路的输入为8421为奇偶检测输出信号。

当电路检测到输入的代码大于或F2为“四舍五入”输出信号，的个数为奇数时，电路。

当输入代码中含1F1=1;等于5是，电路的输出其他情况F1=0 F2=0。

该电路的框图如图所示：的输出F2=1，其他情况输出观察表如下：（输入/0 1 0 0 1 01 0 1 0 0 11 1 1 0 0 01 0 1 1 1 11 0 0 1 0 11 0 1 0 0 11 0 0 1 1 01 1 1 0 1 11 0 1 1 0 011111求逻辑函数的最简表达式（2）的卡诺如下：函数F1 F2函数的卡诺图如下：的最简表达式为：化简后函数F2 的最简表达式为：F1）逻辑电路图如下所示；（3课后思考题五、化简包含无关条件的逻辑函数时应注意什么？1、答：当采用最小项之和表达式描述一个包含无关条件的逻辑问题时，函数表达式中，并不影响函数的实际逻辑功能。