数字电路仿真实验报告模板
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数字电路仿真 实验报告一、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。
二、实验内容设计一个4人表决电路。
即如果3人&或3人以上同意,则通过;反正,则被否决。
用与非门实现。
三、实验原理组合逻辑电路是根据给定的逻辑问题,设计出能实现逻辑功能的电路。
用小规模集成电路实现组合逻辑电路,要求是使用的芯片最少,连线最少。
*用途:表决 *逻辑框图: 输入端 输出端*逻辑功能表InputOutputA1A2A3 A4 & YA1 A2 A3 A4Sum 1000 (任意顺序,只在乎最后结果) >30 1100(任意顺序,只在乎最后结果) 1110(任意顺序,只在乎最后结果) >=311111(任意顺序,只在乎最后结果)电平的个数之和,其和小于3则输出0,表决不成功,其和大于或者等于3则输出1,表决成功。
*逻辑框图:*逻辑功能表inputs and sum output A1 sum A2 sum A3 sumA4 sum 1112 1314 1输入端0 3 10 2 1 3 1 0 2 00 1 1 21 3 10 2 00 11 2 00 1 00 0 1 11 21 3 10 2 00 11 2 00 1 00 01 11 2 00 1 00 01 1 00 0 0输入的数据依次相加,若最后和的结果大于等于3则输出1,否则输出0四、实验步棸1、编写源代码。
(1)打开QuartusⅡ软件平台,点击File中得New Project新建工程,将工程名称建得跟文件夹名称一样为ren。
在File 中New建立一个VHDL文件。
VHDL语言设计如下:LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY ren ISPORT (A1,A2,A3,A4:IN STD_LOGIC;Y:OUT STD_LOGIC);END;ARCHITECTURE bhv OF ren ISBEGINPROCESS(A1,A2,A3,A4)VARIABLE SUM:INTEGER RANGE 0 TO 4;BEGINSUM:=0;IF A1='1'THEN SUM:=SUM+1;END IF;IF A2='1'THEN SUM:=SUM+1;END IF;IF A3='1'THEN SUM:=SUM+1;END IF;IF A4='1'THEN SUM:=SUM+1;END IF;IF SUM>=3 THEN Y<='1';ELSE Y<='0';END IF;END PROCESS;END;(2)点击File/Save as以“.vhd”为扩展名存盘文件,命名为“ren.vhd”,保存时勾选“Add file to current file”选项。
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。
第二部分、数字电路部分四、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的设计与测试方法。
2、熟悉EWB中逻辑转换仪的使用方法。
二、实验内容设计要求:有A、B、C三台电动机,要求A工作B也必须工作,B工作C也必须工作,否者就报警。
用组合逻辑电路实现。
三、操作1、列出真值表,并编写在逻辑转换仪中“真值表”区域内,将其复制到下ABC 输入,输出接彩色指示灯,验证电路的逻辑功能。
将连接的电路图复制到下表中。
五、触发器及其应用一、实验目的1、掌握基本JK、D等触发器的逻辑功能的测试方法。
2、熟悉EWB中逻辑分析仪的使用方法。
二、实验内容1、测试D触发器的逻辑功能。
2、触发器之间的相互转换。
3、用JK触发器组成双向时钟脉冲电路,并测试其波形。
三、操作1、D触发器在输入信号为单端的情况下,D触发器用起来最为方便,其状态方程为nn D+1Q=其输出状态的更新发生在CP脉冲的上升沿,故又称为上升沿触发的边沿触发器。
图2.5.1为双D 74LS74的引脚排列及逻辑符号。
图2.5.1 74LS74的引脚排列及逻辑符号在EWB中连接电路如图2.5.2所示,记录表2.5.1的功能表。
图2.5.2在集成触发器的产品中,每一种触发器都有自己固定的逻辑功能。
但可以利用转换的方法获得具有其它功能的触发器。
在T ′触发器的CP 端每来一个CP 脉冲信号,触发器的状态就翻转一次,故称之为反转触发器,广泛用于计数电路中,其状态方程为:1nn Q Q +=。
同样,若将D 触发器Q 端与D 端相连,便转成T ′触发器。
如图2.5.3所示。
QQ图2.5.3 D 转成T ′在EWB 中连接电路如图2.5.4所示,测试其功能。
图2.5.4 D 转成T ′触发器3、双向时钟脉冲电路的测试。
①、按图2.5.5用JK 触发器和与非门组成双向时钟脉冲电路。
图2.5.5Q、CPA、CPB接入逻辑分析仪的输入端,把设②、CP用10Hz时钟源,将CP、Q、③、在逻辑分析仪面板中设置内时钟频率为100Hz,把逻辑分析仪显示波形复制到下六计数器和译码显示电路的应用一、实验验目的1、掌握中规模集成计数器的使用及其功能测试方法。
《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。
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。
电路仿真实验报告实验一直流电路工作点分析和直流扫描分析一、实验目的(1)学习使用Pspice软件,熟悉它的工作流程,即绘制电路图、元件类别的选择及其参数的赋值、分析类型的建立及其参数的设置、Probe窗口的设置和分析的运行过程等。
(2)学习使用Pspice进行直流工作点的分析和直流扫描的操作步骤。
二、原理与说明对于电阻电路,可以用直观法列些电路方程,求解电路中各个电压和电流。
Pspice软件是采用节点电压法对电路进行分析的。
使用Pspice软件进行电路的计算机辅助分析时,首先编辑电路,用Pspice的元件符号库绘制电路图并进行编辑。
存盘。
然后调用分析模块、选择分析类型,就可以“自动”进行电路分析了。
三、实验示例1、利用Pspice绘制电路图如下2、仿真(1)点击Psipce/New Simulation Profile,输入名称;(2)在弹出的窗口中Basic Point是默认选中,必须进行分析的。
点击确定。
(3)点击Pspice/Run或工具栏相应按钮。
(4)如原理图无错误,则显示Pspice A/D窗口。
(5)在原理图窗口中点击V,I工具栏按钮,图形显示各节点电压和各元件电流值如下。
四、思考与讨论1、根据仿真结果验证基尔霍夫定律根据图1-1,R1节点:2A+2A=4A,R1,R2,R3构成的闭合回路:1*2+1*4-3*2=0,满足基尔霍夫定律。
U呈线性关系,3R I=1.4+(1.2/12) 1S U=1.4+0.11S U,式中1.4A表示2、由图1-3可知,负载电流与1SU置零时其它激励在负载支路产生的响应,0.11S U表示仅保留1S U,将其它电源置零(电压源将1S短路,电流源开路)时,负载支路的电流响应。
3、若想确定节点电压Un1随Us1变化的函数关系,应如何操作?应进行直流扫描,扫描电源Vs1,观察Un1的电压波形随Us1的变化,即可确认其函数关系!4、若想确定电流Irl随负载电阻RL的变化的波形,如何进行仿真?将RL的阻值设为全局变量var,进行直流扫描,观察电流波形即可。
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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。
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 U20 0 1 1 00 1 0 0 10 1 0 1 20 1 1 0 30 1 1 1 41 0 0 0 51 0 0 1 61 0 1 0 71 0 1 1 81 1 0 0 9(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+10 0 0 0 0 00 0 0 1 1 00 0 1 0 1 00 0 1 1 0 10 1 0 0 1 00 1 0 1 0 10 1 1 0 0 10 1 1 1 1 11 0 0 0 0 01 0 0 1 1 11 0 1 0 1 11 0 1 1 0 11 1 0 0 1 01 1 0 1 0 01 1 1 0 0 01 1 1 1 1 13、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R01 R02 R91 R92 CP1 CP2 QD QC QB QA1 1 0 X X X 0 0 0 01 1 X 0 X X0 X 1 1 X X 1 0 0 1X 0 1 1 X X0 X 0 X ↓QA 8421码十进制计数器0 X 0 X 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。