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北邮大二下数电实验报告.docx
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2023-02-07
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北邮大二下数电实验报告
北京邮电大学 数字电路与逻辑设计实验
学院:
班级:
姓名:
学号:
班内序号:
实验一
一、实验名称
Quartus II 原理图输出法设计
(一)半加器
二、实验任务要求
用逻辑门设计实现一个半加器,仿真验证其功能,并生成新的半加器图形模块
单元。
三、设计思路和过程
◎设计思路
半加器电路是指对两个输入数据位进行加法,输出一个结果位和进位,不产
生进位输入的加法器电路,是实现两个一位二进制数的加法运算电路。
数据输入:被加数 AI、加数 BI
数据输出:半加和 SO、进位 CO
◎ 设计过程
(1)列出真值表
输入 输出

AI BI SO CO
0 0 0 0
0 1 1 0
1 0 1 0
1 1 0 1
*表中两个输入是加数 AI 和 BI,输出有一个是和 SO,另一个是进位 CO。 (2)
根据真值表写出输出逻辑表达式
该电路有两个输出端,属于多输出组合数字电路,电路的逻辑表达式如
下:SO,AI,BICO,AI,BI,。所以,可以用一个两输入异或门和一个两输入与门实现。
◎实验原理图
四、仿真波形图及分析

根据仿真波形对比半加器真值表,可以确定电路实现了半加器的功能。但我们
也可以发现输出 SO 出现了静态功能冒险,要消除该冒险可以加入相应的选通脉
冲。
(二)全加器
二、实验任务要求
用实验内容 1 中生成的半加器模块和逻辑门设计实现一个全加器,仿真验证其
功能,并下载到实验板测试,要求用拨码开关设定输入信号,发光二极管显示输出
信号。
三、设计思路和过程
◎设计思路
全加器与半加器的区别在于全加器有一个低进位 CI,从外部特性来看,它是一
个三输入两输出的器件。
◎设计过程
(1)全加器的真值表如下
输入 输出
AI BI CI SO CO
0 0 0 0 0

0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 1
1 0 0 1 0
1 0 1 0 1
1 1 0 0 1
1 1 1 1 1
*其中 AI 为被加数,BI 为加数,CI 为相邻低位来的进位数。输出本位和为
SO,向相邻高位进位数为 CO。
(2)根据真值表写出逻辑表达式:
SO,AI,BI,CI, CO,(AI,BI),CI,AI,BI
根据逻辑表达式,可以知道只要在半加器的基础上再加入一个异或门、一个两
输入与门和两输入或门即可实现全加器。
◎实验原理图
四、仿真波形图及分析

根据仿真波形对比全加器真值表,可以确定电路实现了全加器的功能。
(三)3 线—8 线译码器
二、实验任务要求
8 线译码器(74LS138)和逻辑门设计实现函数 用 3 线—
F,CBA,CBA,CBA,CBA,仿真验证其功能,并下载到实验板测试。要求用拨
码开关设定输入信号,发光二极管显示输出信号。
三、设计思路和过程
◎设计思路
74LS138 是一个 3 线—8 线的译码器,其输出为低电平有效,使能端 G1 为高电
平有效,G2、G3 为低电平有效,当其中一个为高电平,输出端全部为 1。在中规模
集成电路中译码器的几种型号里,74LS138 使用最广泛。
要实现的函数用最小项表示如下:
F(C,B,A)=?m(0,2,4,7) 只要将相应输出用一个四输入与非门实现即可。
◎注意
(1)74LS138 的输出是低电平有效,故实现逻辑功能时,输出端不可接或门及或
非门(因为每次仅一个为低电平,其余皆为高电平);
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