哈工大数电实验答案实验5

姓名班级学号实验日期节次教师签字成绩百秒内倒计时器设计1.实验目的1. 培养分析、设计逻辑电路的基本能力。

2. 进一步熟悉常用芯片的基本使用。

3. 熟悉仿真软件Multisim 11.0的基本操作。

2.总体设计方案或技术路线倒计时系统的原理框图如下所示：a.振荡环节和分频/计数控制环节用555电路组成多谐振荡器，产生f=1Hz的信号，即秒脉冲。

计数控制环节是指减1计数器状态为00（即倒计时结束）时，使计数器停止计数。

这时只要使秒脉冲不再持续即可。

这里将判零信号与多谐振荡器输出信号通过与门连接，即可实现该功能。

b.赋初值控制、减1计数器环节和译码显示环节这里用两片双时钟加/减计数器74LS192级联即可实现该部分功能。

将计数器输出端接到LED显示管，即可以实现译码显示功能。

c.判零电路和报警控制通过集成或门将计数器各输出连接起来，只有当计数器状态为00（两片74LS90的输出端QDQCQBQA=0000,此时倒计时输出结束），或门输出结果才为0。

将或门输出信号作为判零信号。

则倒计时结束时，秒脉冲停止，计数器不再计数。

将判零连接至非门后，将非门输出信号连接至小喇叭，这样，倒计时结束后，小喇叭发出声响，实现倒计时结束报警功能。

具体实现过程参见原理分析部分。

3.实验电路图图 1 秒脉冲产生及计数控制电路图 2赋初值、减1计数及判零报警电路图3完整电路4. 仪器设备名称、型号实验箱、子板1台双踪示波器1台数字万用表1台555定时器1片74LS90 1片74LS00 1片74LS192 2片74LS32 2片LED数码管2组（实验箱上集成）小喇叭1个（实验箱上集成）电容、电阻、导线等若干5.理论分析或仿真分析结果a.振荡环节和分频/计数控制环节用555电路组成多谐振荡器，产生f=1Hz的信号，即秒脉冲。

由555定时器构建多谐振荡器的基本原理，多谐振荡器的振荡周期为：这里采用Multisim 11.0对电路进行仿真。

设计组合逻辑电路的方法。 (2)掌握译码器、数据选择器、数值比较器
等MSI器件的使用方法。 (3)掌握用常见的MSI器件设计组合逻辑电
路的方法。
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实验五 组合逻辑电路的应用
2.试验内容
(1)预习报告与实验原理 理解组合逻辑电路设计的基本流程
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实验五 组合逻辑电路的应用
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实验五 组合逻辑电路的应用
(5)对数值比较器74LS85构成一个四舍五入 电路，连接电路并实现逻辑功能。
(6)设计一个可控代码转换电路 当控制信号K=0时，将4位二进制码(B码) 转换为4位格雷码(G码)；当控制信号K=1 时，将4位格雷码转换为4位二进制码。
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实验五 组合逻辑电路的应用
3.实验可能遇到的问题
(1)分配器、多路选择器以及比较器的概念 (2)组合逻辑电路的设计方法
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实验五 组合逻辑电路的应用
4.思考题
(1)在用集成电路设计组合逻辑电路时，什 么是最佳设计方案？
(2)在数据选择器产品中，除有原码输出 外，还有反码输出、三态输出，它们各 用在什么场合？
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(2)用异或门74LS86和与非门74LS00实现两 位2进制全加器,并选择几种输入组合进 行验证。
(3)用3-8译码器74LS138实现数据分配器， 在输入端加入方波，通过不同的地址码 设置，从不同输出端测试输出波形。
(4)对于数值比较器74LS85，选择几种输入 组合观察比较结果，验证其逻辑功能。

实验1简单C 程序设计2、将下列由程序流程图描述的算法，转换为C 源代码并填写到图1-3b 框中，然后输入计算机并运行后并分析其运行结果（本小题2分）。

图1-3a 程序流程图图1-3bC 源程序3、项目编程（本小题12分）(1)请向计算机输入a,b,c 三个值，经过程序处理后，要求输出其中最大的一个。

/*C 语言源代码*/main(){}项目要求：①画出程序流程图；②根据流程图编写程序图1-4a 程序流程图图1-4b C 源程序(2)请向计算机输入a,b,c 三个值，经过程序处理后，要求按值从小到大输出。

项目要求：①画出程序流程图；②根据流程图编写程序/*输出最大值*/main(){}项目提示：①可采用if结构；②a,b,c由scanf函数输入程序流程图/*将a,b,c三个值由小到大输出*/main(){}1-5a程序流程图图1-5b C源程序(3)编程实现打印下列由字母组成的树形。

说明：本项目编程的知识点是让学生对双重循环语句结构的理解，清楚双重循环的特点（即当外循环变量中的值变化一次时，则内循环变量中的值要变化若干次）。

提示：可用外循环变量代表行数；内循环变量代表需打印字符的个数。

难点：①字符个数是按奇数变化递增②左右边界字符打印的位置图1-6a字母A-G组成的树形/*打印图形*/main(){}图1-6b C源程序(4)设计报选体育科目统计程序设某学校在新生入学时，需报选体育选修科目。

体育科目包括：篮球、排球、体操、兵乓球和网球。

请为某班级（30人）统计报选各体育科目人数。

项目要求：①画出程序流程图；②根据流程图编写源程序项目提示：可采用switch与for结构程序流程图C语言源代码main(){}图1-7a程序流程图图1-7b C 源程序实验2数组与排序五、项目编程（本题12分，每小题4分）1、将下列一组数读入到a 数组中，然后从a数组中找出其中最大的元素并与第一个数互换；然后从a数组中找出最小的元素并与最后一个数互换，而其余元素的位置不变。

实验5 线性方程组的解法I.实验内容及要点一.注意以下函数的用法1.break：可以导致包含该命令的while、for循环终止。

也可以在if-end、switch-case、try-catch中导致中断2.continue：跳过位于其后的循环中的其他命令，执行循环的下一次迭代。

3.return：结束该命令所在函数的执行，把控制交给主调函数或命令窗口。

4.error（’message’）：显示出错信息message，终止程序。

5.warning(‘message’)：显示警告信息message，程序继续运行。

二.注意直接法中误差的判断（条件数的应用）和迭代法中收敛性的判断（见函数isshoulian）三.LU消元法的程序function x=xiaoyuan(a,b)[m n]=size(a); %可以讨论m n 的大小关系[l u]=lu(a);s=inv(l)*[a,b];x=ones(m,1);for i=m:-1:1h=s(i,m+1);for j=m:-1:1 %if j~=i% h=s(i,m+1)-h=h-x(j)*s(i,j);% (s(i,1:m) *xend % -s(i,i))endx(i)=h/s(i,i);end四.function y=isshoulian(a)s=size(a);if s(1)~=s(2),error('请输入方阵'),endn=s(1);for i=1:nm=0;for j=1:nif j~=im=m+abs(a(i,j));endendif abs(a(i,i))<my=0; %迭代不收敛returnendendy=1;%迭代收敛五.雅克比迭代function x=ydiedai(a,b,n)if isshoulian(a)==0warning('迭代不收敛')returnendl=length(b);t=b;b=zeros(l,1); %确保参与运算的是列向量for i=1:lb(i)=t(i);end[m m]=size(a);d=diag(diag(a));l=-tril(a,-1); %或l=-tril(a)+d;u=-triu(a,1); %或u=-triu(a)+d;b1=inv(d)*(l+u);f1=inv(d)*b;x=zeros(m,1);for i=1:n %常用while循环来设计带误差的终止条件x=b1*x+f1;end六.高斯——赛德尔迭代function x=gdiedai(A,b,x0,tol)l1=length(x0);h=zeros(l1,1); % x0=x0(:);for i=1:l1h(i)=x0(i);endl2=length(b);t=b;b=zeros(l2,1); %b=b(:);for i=1:l2b(i)=t(i);end[m n]=size(A); %.....d=diag(diag(A));l=-tril(A,-1); %或l=-tril(A)+d;u=-triu(A,1); %或u=-triu(A)+d;b2=inv(d-l)*u;f2=inv(d-l)*b;x1=h; %即x0x=b2*x1+f2;i=1;while abs(x-x1)>tol %常用范数来做判断x1=x;i=i+1;x=b2*x1+f2;endx;iII.课后作业一.略二.解：1.a=[3.0212.714 6.913;1.031 -4.273 1.121;5.084 -5.832 9.155];b=[12.648;-2.121;8.407];h=det(a) %判断a是否几近奇异，进而判断是否可能病态x=xiaoyuan(a,b)a(2,2)=-4.275;h1=det(a) %判断a是否几近奇异，进而判断是否可能病态x=xiaoyuan(a,b)2.解：3.a=hilb(10);x=ones(10,1);b=a*x;b=b.*(1+0.01);x1=xiaoyuan(a,b);x2=gdiedai(a,b,x,0.001);x3=ydiedai(a,b,3);[b x1 x2 x3]c=cond(a)p=max(abs(eig(a)))三.解：n=1000;b=[1:n]';a1=sparse(1:n,1:n,4,n,n);a2=sparse(2:n,1:n-1,1,n,n);a=a1+a2+a2';% 输出用稀疏矩阵求解的时间t1tic; x=a\b; t1=toc% 与满阵做比较aa=full(a);% 输出用满阵求解的时间tic; xx=aa\b; t2=toc% 为检验x与xx是否相同分别输出其分量之和y=sum(x)yy=sum(xx)四.解：1.% 本题可以转化为求解方程组% 例如a题，可转化为t1*sin(20*pi/180)=5;w+t2*sin(10*pi/180)=5;t1*cos(20*pi/180)-t1*cos(10*pi/180)=0 % 以下求解aa=[sin(20*pi/180) 0 0;0 sin(10*pi/180) 1;cos(20*pi/180) -cos(10*pi/180) 0];b=[5;5;0]x1=xiaoyuan(a,b)x2=gdiedai(a,b,[0 0 0],0.001)%看结果如何，若不行，就看范数x3=ydiedai(a,b,3) %是否小于1，即迭代是否收敛2.% 本题可以转化为求解方程组% 例如b题，可转化为l1*sin(20*pi/180)+l2*sin(10*pi/180)=d;l1*cos(20*pi/180)+l2*cos(10*pi/180)=h % 以下求解b题a=[sin(20*pi/180),sin(10*pi/180);cos(20*pi/180),cos(10*pi/180)];d=2;h=8;b=[d;h];L=xiaoyuan(a,b)3.% 本题可以转化为求解方程组% 例如c题，可转化为% t1*sin(40*pi/180)=5;% t2*sin(30*pi/180)+w1=5;% t1*cos(40*pi/180)-t2*cos(30*pi/180)=0;% t2*sin(30*pi/180)-t3*sin(20*pi/180)-w2=0;% t2*cos(30*pi/180)-t3*cos(20*pi/180)=0;% 以下求解c题a=[sin(40*pi/180) 0 0 0 0;0 sin(30*pi/180) 0 1 0;cos(40*pi/180) -cos(30*pi/180) 0 0 0; 0sin(30*pi/180) -sin(20*pi/180) 0 -1;0 cos(30*pi/180) -cos(20*pi/180) 0 0];b=[5;5;0;0;0];xiaoyuan(a,b)五.略六.略七.略八.略九.略十.略。