電子技術基礎實驗：實驗二組合邏輯電路的設計與測試

1、課程介紹課程介紹1234實驗目的實驗目的v 掌握組合邏輯電路的設計方法及調試方法掌握組合邏輯電路的設計方法及調試方法v 熟練掌握常用熟練掌握常用MSI組合邏輯芯片的功能及使用組合邏輯芯片的功能及使用方法方法v 熟悉熟悉PLD實驗箱的結構和使用及實驗箱的結構和使用及Quartus II軟軟件的基本操作件的基本操作v 掌握采用掌握采用Quartus II軟件和實驗箱設計實現(xiàn)組軟件和實驗箱設計實現(xiàn)組合邏輯電路的基本過程合邏輯電路的基本過程實驗說明實驗說明v 以下給出以下給出10個參考設計選題，詳細要求個參考設計選題，詳細要求參見參見數(shù)字電子技術實踐教程數(shù)字電子技術實踐教程v 難度分難度分3個等級，加

2、權系數(shù)分別為個等級，加權系數(shù)分別為1，0.9和和0.8v 采用采用Quartus II 7.2以上以上版本版本和數(shù)字電路教學和數(shù)字電路教學實驗箱實驗箱ZXS-1實現(xiàn)組合邏輯電路設計實現(xiàn)組合邏輯電路設計v 從從以下選題以下選題中中任選任選3個個完成完成實驗內容實驗內容v 四人表決器四人表決器（難度等級（難度等級0.8）v 一位二進制全減器一位二進制全減器（難度等級（難度等級0.8）v 函數(shù)發(fā)生器函數(shù)發(fā)生器（難度等級（難度等級0.8）v 兩位加法器兩位加法器（難度等級（難度等級0.9）v 血型檢測器血型檢測器（難度等級（難度等級0.9）v 多用戶呼叫系統(tǒng)多用戶呼叫系統(tǒng)（難度等級（難度等級0.9）v

3、 代碼轉換器（難度等級代碼轉換器（難度等級1.0、0.9）v 數(shù)值比較器數(shù)值比較器（難度等級（難度等級1.0）v 汽車轉向燈控制器（難度等級1.0）v 用硬件描述語言設計組合邏輯電路實驗內容實驗內容v參見參見數(shù)字電子技術實踐教程數(shù)字電子技術實踐教程第第135頁頁 1.v1. 四人表決器四人表決器（難度等級（難度等級0.8） 用一片雙用一片雙4選選1數(shù)據(jù)選擇器和適當門電路設計一個四人數(shù)據(jù)選擇器和適當門電路設計一個四人無棄權表決電路，多數(shù)贊成則提案通過無棄權表決電路，多數(shù)贊成則提案通過 將設計下載到實驗箱并進行硬件功能測試將設計下載到實驗箱并進行硬件功能測試v要求要求 四個輸入變量的狀態(tài)用四個開關

4、控制四個輸入變量的狀態(tài)用四個開關控制 輸出用一個發(fā)光二極管顯示輸出用一個發(fā)光二極管顯示 少于少于3人同意時燈不亮表示未通過，否則燈亮表示通過人同意時燈不亮表示未通過，否則燈亮表示通過實驗內容實驗內容v參見參見數(shù)字電子技術實踐教程數(shù)字電子技術實踐教程第第135頁頁 2.v2. 一位二進制全減器一位二進制全減器（難度等級（難度等級0.8） 用譯碼器和適當門電路設計一個用譯碼器和適當門電路設計一個1位二進制全減器位二進制全減器 完成對邏輯設計的波形仿真完成對邏輯設計的波形仿真 將設計下載到實驗箱并進行硬件功能測試將設計下載到實驗箱并進行硬件功能測試v要求要求 用用3個開關分別作為被減數(shù)、減數(shù)和低位借

5、位個開關分別作為被減數(shù)、減數(shù)和低位借位 輸出用輸出用2個不同顏色發(fā)光二極管顯示個不同顏色發(fā)光二極管顯示實驗內容實驗內容v參見參見數(shù)字電子技術實踐教程數(shù)字電子技術實踐教程第第135頁頁 3.v3. 函數(shù)發(fā)生器函數(shù)發(fā)生器（難度等級（難度等級0.8） 設計一個函數(shù)發(fā)生器，能夠實現(xiàn)設計一個函數(shù)發(fā)生器，能夠實現(xiàn)P135表表6.19所示邏所示邏輯功能輯功能 完成對邏輯設計的波形仿真完成對邏輯設計的波形仿真 將設計下載到實驗箱并進行硬件功能測試將設計下載到實驗箱并進行硬件功能測試v要求要求 輸入變量分別用開關控制輸入變量分別用開關控制 輸出狀態(tài)用一個發(fā)光二極管顯示輸出狀態(tài)用一個發(fā)光二極管顯示實驗內容實驗內容

6、v參見參見數(shù)字電子技術實踐教程數(shù)字電子技術實踐教程第第135頁頁 4.v4. 兩位加法器兩位加法器（難度等級（難度等級0.9） 用適當門電路設計一個兩位二進制加法器用適當門電路設計一個兩位二進制加法器 加數(shù)、被加數(shù)和低位的進位輸入用加數(shù)、被加數(shù)和低位的進位輸入用A1A0，B1B0和和CI表示，輸出用表示，輸出用CO（進位輸出）、（進位輸出）、S1S0（和）表示（和）表示 完成對邏輯設計的波形仿真完成對邏輯設計的波形仿真 將設計下載到實驗箱并進行硬件功能測試將設計下載到實驗箱并進行硬件功能測試v要求要求 輸入變量分別用輸入變量分別用5個開關控制個開關控制 輸出分別用一組紅黃綠三個發(fā)光二極管顯示輸

7、出分別用一組紅黃綠三個發(fā)光二極管顯示實驗內容實驗內容v參見參見數(shù)字電子技術實踐教程數(shù)字電子技術實踐教程第第136頁頁 5.v5. 血型檢測器血型檢測器（難度等級（難度等級0.9） 設計一個判斷輸血者和受血者的血型是否匹配的血型設計一個判斷輸血者和受血者的血型是否匹配的血型檢測器檢測器 完成對邏輯設計的波形仿真完成對邏輯設計的波形仿真 將設計下載到實驗箱并進行硬件功能測試將設計下載到實驗箱并進行硬件功能測試v要求要求 輸入變量分別用開關控制輸入變量分別用開關控制 輸出用一個發(fā)光二極管顯示輸出用一個發(fā)光二極管顯示實驗內容實驗內容v參見參見數(shù)字電子技術實踐教程數(shù)字電子技術實踐教程第第136頁頁 6.

8、v6. 多用戶呼叫系統(tǒng)多用戶呼叫系統(tǒng)（難度等級（難度等級0.9） 用用74148設計一個具有優(yōu)先級的六用戶呼叫系統(tǒng)設計一個具有優(yōu)先級的六用戶呼叫系統(tǒng) 用戶呼叫時顯示用戶編號并蜂鳴提示，當多用戶同時用戶呼叫時顯示用戶編號并蜂鳴提示，當多用戶同時呼叫時只顯示優(yōu)先級高的用戶呼叫時只顯示優(yōu)先級高的用戶 完成對邏輯設計的硬件下載完成對邏輯設計的硬件下載 仿真波形中的用戶編號以仿真波形中的用戶編號以8421碼十進制數(shù)組形式顯示碼十進制數(shù)組形式顯示v要求要求 用六個開關模擬用戶呼叫信號用六個開關模擬用戶呼叫信號 用一個數(shù)碼管顯示用戶編號用一個數(shù)碼管顯示用戶編號實驗內容實驗內容v參見參見數(shù)字電子技術實踐教程數(shù)

9、字電子技術實踐教程第第136頁頁 7.v7. 代碼轉換器（難度等級代碼轉換器（難度等級1.0、0.9） 8421碼與碼與5421碼之間的轉換碼之間的轉換 0.9: 用用74283和適當門電路實現(xiàn)單向代碼轉換，可將和適當門電路實現(xiàn)單向代碼轉換，可將8421碼轉換成碼轉換成5421碼，或將碼，或將5421碼轉換成碼轉換成8421碼碼 1.0：用用74283和其他中小規(guī)模組合電路實現(xiàn)和其他中小規(guī)模組合電路實現(xiàn)8421碼碼和和5421碼之間的雙向可控轉換碼之間的雙向可控轉換 完成對邏輯設計的波形仿真、下載完成對邏輯設計的波形仿真、下載v要求要求 輸入代碼用開關控制，輸入代碼用開關控制，輸出用一位數(shù)碼管

10、顯示輸出用一位數(shù)碼管顯示實驗內容實驗內容v參見參見數(shù)字電子技術實踐教程數(shù)字電子技術實踐教程第第136頁頁 7.v7. 代碼轉換器（難度等級代碼轉換器（難度等級1.0、0.9） 8421碼與碼與5421碼之間的轉換碼之間的轉換 余余3碼與碼與5421碼之間的轉換碼之間的轉換 8421碼與碼與2421碼之間的轉換碼之間的轉換 5421碼與碼與2421碼之間的轉換碼之間的轉換 具體要求同具體要求同84215421，難度等級分，難度等級分A、B兩種兩種v要求要求 輸入代碼用開關控制，輸入代碼用開關控制，輸出用一位數(shù)碼管顯示輸出用一位數(shù)碼管顯示實驗內容實驗內容v參見參見數(shù)字電子技術實踐教程數(shù)字電子技術實

11、踐教程第第137頁頁 8.v8. 數(shù)值比較器數(shù)值比較器（難度等級（難度等級1.0） 用最少的與非門設計一個兩位無符號二進制數(shù)比較器用最少的與非門設計一個兩位無符號二進制數(shù)比較器 完成對邏輯設計的波形仿真、下載完成對邏輯設計的波形仿真、下載 將設計下載到實驗箱并進行硬件功能測試將設計下載到實驗箱并進行硬件功能測試v要求要求 用四個開關作為兩個兩位二進制設的數(shù)據(jù)輸入用四個開關作為兩個兩位二進制設的數(shù)據(jù)輸入 比較結果比較結果 （小于）、（小于）、 （等于）、（等于）、 （大于）分別（大于）分別用一組彩燈中的紅、黃、綠色發(fā)光二極管顯示用一組彩燈中的紅、黃、綠色發(fā)光二極管顯示實驗內容實驗內容v參見參見數(shù)

12、字電子技術實踐教程數(shù)字電子技術實踐教程第第137頁頁 9.v9. （難度等級（難度等級1.0） 有有3個燈光控制開關：左轉開關、右轉開關、應急開關個燈光控制開關：左轉開關、右轉開關、應急開關 控制左右的儀表燈、前燈、后燈（詳見表控制左右的儀表燈、前燈、后燈（詳見表6.21） 用最少的門電路完成設計，并進行波形仿真、下載用最少的門電路完成設計，并進行波形仿真、下載v要求要求 3個輸入變量的狀態(tài)用四個開關控制個輸入變量的狀態(tài)用四個開關控制 用左右兩組紅黃綠彩燈作為汽車的左右兩組儀表燈、用左右兩組紅黃綠彩燈作為汽車的左右兩組儀表燈、前燈和后燈前燈和后燈 燈閃爍頻率為燈閃爍頻率為1Hz，且亮，且亮、滅時間相同滅時間相同實驗內容實驗內容v參見參見數(shù)字電子技術實踐教程數(shù)字電子技術實踐教程第第138頁