電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)二組合邏輯電路的設(shè)計(jì)與測試

1、課程介紹課程介紹1234實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康膙 掌握組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法及調(diào)試方法掌握組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法及調(diào)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(shí)驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)和使用及實(shí)驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)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(shí)驗(yàn)箱設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)組軟件和實(shí)驗(yàn)箱設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)組合邏輯電路的基本過程合邏輯電路的基本過程實(shí)驗(yàn)說明實(shí)驗(yàn)說明v 以下給出以下給出10個參考設(shè)計(jì)選題，詳細(xì)要求個參考設(shè)計(jì)選題，詳細(xì)要求參見參見數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐教程數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐教程v 難度分難度分3個等級，加

2、權(quán)系數(shù)分別為個等級，加權(quán)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(xué)和數(shù)字電路教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)箱ZXS-1實(shí)現(xiàn)組合邏輯電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)組合邏輯電路設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)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(jìn)制全減器一位二進(jìn)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(zhuǎn)換器（難度等級代碼轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向燈控制器（難度等級1.0）v 用硬件描述語言設(shè)計(jì)組合邏輯電路實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容v參見參見數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐教程數(shù)字電子技術(shù)實(shí)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(dāng)門電路設(shè)計(jì)一個四人數(shù)據(jù)選擇器和適當(dāng)門電路設(shè)計(jì)一個四人無棄權(quán)表決電路，多數(shù)贊成則提案通過無棄權(quán)表決電路，多數(shù)贊成則提案通過 將設(shè)計(jì)下載到實(shí)驗(yàn)箱并進(jìn)行硬件功能測試將設(shè)計(jì)下載到實(shí)驗(yàn)箱并進(jìn)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(guān)

4、控制四個輸入變量的狀態(tài)用四個開關(guān)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容v參見參見數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐教程數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐教程第第135頁頁 2.v2. 一位二進(jìn)制全減器一位二進(jìn)制全減器（難度等級（難度等級0.8） 用譯碼器和適當(dāng)門電路設(shè)計(jì)一個用譯碼器和適當(dāng)門電路設(shè)計(jì)一個1位二進(jìn)制全減器位二進(jìn)制全減器 完成對邏輯設(shè)計(jì)的波形仿真完成對邏輯設(shè)計(jì)的波形仿真 將設(shè)計(jì)下載到實(shí)驗(yàn)箱并進(jìn)行硬件功能測試將設(shè)計(jì)下載到實(shí)驗(yàn)箱并進(jìn)行硬件功能測試v要求要求 用用3個開關(guān)分別作為被減數(shù)、減數(shù)和低位借

5、位個開關(guān)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容v參見參見數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐教程數(shù)字電子技術(shù)實(shí)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(shè)計(jì)一個函數(shù)發(fā)生器，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)一個函數(shù)發(fā)生器，能夠?qū)崿F(xiàn)P135表表6.19所示邏所示邏輯功能輯功能 完成對邏輯設(shè)計(jì)的波形仿真完成對邏輯設(shè)計(jì)的波形仿真 將設(shè)計(jì)下載到實(shí)驗(yàn)箱并進(jìn)行硬件功能測試將設(shè)計(jì)下載到實(shí)驗(yàn)箱并進(jìn)行硬件功能測試v要求要求 輸入變量分別用開關(guān)控制輸入變量分別用開關(guān)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

6、v參見參見數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐教程數(shù)字電子技術(shù)實(shí)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(dāng)門電路設(shè)計(jì)一個兩位二進(jìn)制加法器用適當(dāng)門電路設(shè)計(jì)一個兩位二進(jìn)制加法器 加數(shù)、被加數(shù)和低位的進(jìn)位輸入用加數(shù)、被加數(shù)和低位的進(jìn)位輸入用A1A0，B1B0和和CI表示，輸出用表示，輸出用CO（進(jìn)位輸出）、（進(jìn)位輸出）、S1S0（和）表示（和）表示 完成對邏輯設(shè)計(jì)的波形仿真完成對邏輯設(shè)計(jì)的波形仿真 將設(shè)計(jì)下載到實(shí)驗(yàn)箱并進(jìn)行硬件功能測試將設(shè)計(jì)下載到實(shí)驗(yàn)箱并進(jìn)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(guān)控制個開關(guān)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容v參見參見數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐教程數(shù)字電子技術(shù)實(shí)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(shè)計(jì)一個判斷輸血者和受血者的血型是否匹配的血型設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的波形仿真完成對邏輯設(shè)計(jì)的波形仿真 將設(shè)計(jì)下載到實(shí)驗(yàn)箱并進(jìn)行硬件功能測試將設(shè)計(jì)下載到實(shí)驗(yàn)箱并進(jìn)行硬件功能測試v要求要求 輸入變量分別用開關(guān)控制輸入變量分別用開關(guān)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容v參見參見數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐教程數(shù)字電子技術(shù)實(shí)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(shè)計(jì)一個具有優(yōu)先級的六用戶呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(dāng)多用戶同時用戶呼叫時顯示用戶編號并蜂鳴提示，當(dāng)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(shè)計(jì)的硬件下載完成對邏輯設(shè)計(jì)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(jìn)制數(shù)組形式顯示碼十進(jìn)制數(shù)組形式顯示v要求要求 用六個開關(guān)模擬用戶呼叫信號用六個開關(guān)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容v參見參見數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐教程數(shù)

9、字電子技術(shù)實(shí)踐教程第第136頁頁 7.v7. 代碼轉(zhuǎn)換器（難度等級代碼轉(zhuǎn)換器（難度等級1.0、0.9） 8421碼與碼與5421碼之間的轉(zhuǎn)換碼之間的轉(zhuǎn)換 0.9: 用用74283和適當(dāng)門電路實(shí)現(xiàn)單向代碼轉(zhuǎn)換，可將和適當(dāng)門電路實(shí)現(xiàn)單向代碼轉(zhuǎn)換，可將8421碼轉(zhuǎn)換成碼轉(zhuǎn)換成5421碼，或?qū)⒋a，或?qū)?421碼轉(zhuǎn)換成碼轉(zhuǎn)換成8421碼碼 1.0：用用74283和其他中小規(guī)模組合電路實(shí)現(xiàn)和其他中小規(guī)模組合電路實(shí)現(xiàn)8421碼碼和和5421碼之間的雙向可控轉(zhuǎn)換碼之間的雙向可控轉(zhuǎn)換 完成對邏輯設(shè)計(jì)的波形仿真、下載完成對邏輯設(shè)計(jì)的波形仿真、下載v要求要求 輸入代碼用開關(guān)控制，輸入代碼用開關(guān)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容v參見參見數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐教程數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐教程第第136頁頁 7.v7. 代碼轉(zhuǎn)換器（難度等級代碼轉(zhuǎn)換器（難度等級1.0、0.9） 8421碼與碼與5421碼之間的轉(zhuǎn)換碼之間的轉(zhuǎn)換 余余3碼與碼與5421碼之間的轉(zhuǎn)換碼之間的轉(zhuǎn)換 8421碼與碼與2421碼之間的轉(zhuǎn)換碼之間的轉(zhuǎn)換 5421碼與碼與2421碼之間的轉(zhuǎn)換碼之間的轉(zhuǎn)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(guān)控制，輸入代碼用開關(guān)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容v參見參見數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐教程數(shù)字電子技術(shù)實(shí)

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(shè)計(jì)一個兩位無符號二進(jìn)制數(shù)比較器用最少的與非門設(shè)計(jì)一個兩位無符號二進(jìn)制數(shù)比較器 完成對邏輯設(shè)計(jì)的波形仿真、下載完成對邏輯設(shè)計(jì)的波形仿真、下載 將設(shè)計(jì)下載到實(shí)驗(yàn)箱并進(jìn)行硬件功能測試將設(shè)計(jì)下載到實(shí)驗(yàn)箱并進(jìn)行硬件功能測試v要求要求 用四個開關(guān)作為兩個兩位二進(jìn)制設(shè)的數(shù)據(jù)輸入用四個開關(guān)作為兩個兩位二進(jìn)制設(shè)的數(shù)據(jù)輸入 比較結(jié)果比較結(jié)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容v參見參見數(shù)

12、字電子技術(shù)實(shí)踐教程數(shù)字電子技術(shù)實(shí)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(guān)：左轉(zhuǎn)開關(guān)、右轉(zhuǎn)開關(guān)、應(yīng)急開關(guān)個燈光控制開關(guān)：左轉(zhuǎn)開關(guān)、右轉(zhuǎn)開關(guān)、應(yīng)急開關(guān) 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(shè)計(jì)，并進(jìn)行波形仿真、下載用最少的門電路完成設(shè)計(jì)，并進(jìn)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(guān)控制個輸入變量的狀態(tài)用四個開關(guān)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容v參見參見數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐教程數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐教程第第138頁