SSI组合逻辑电路设计实验报告.docx

华中科技大学电子线路设计、测试与实验实验报告实验名称：SSI组合逻辑电路设计实验（软件）院（系）：自动化学院实验成绩：指导教师：汪小燕2014 年 4 月 24 日一.实验目的1. 掌握用SSI（小规模数字集成电路）实现简单组合逻辑电路的方法。2. 掌握简单数字电路的安装于调试技术。3. 进一步熟悉数字万用表、示波器等仪器的使用办法。4. 熟悉用Verilog HDL描述组合逻辑电路的方法，以及EDA仿真技术。二.实验元器件芯片 74HC00 2片，74LS04 一片；若干导线,计算机；Quartus9.1 集成开发环境；面包板；可编程器件实验板；专用的在系统编程电缆。三.实验原理及参考电路组合逻辑电路的设计流程组合逻辑电路的设计步骤如下图，先根据实际的逻辑问题进行逻辑抽象，定义逻辑状态的含义，在按照给定事件因果关系列出逻辑关系真值表。然后用给定的器件实现简化后的逻辑表达式，画出逻辑电路图。Quartus9.1在设计好电路之后，就可以根据设计的电路，就可以在Quartus9.1 集成开发环境下，通过Verilog HDL语言编程，然后生成相应的波形文件执行仿真，最后再把程序下载到老师给的DE0板子上去，从而通过板子上LED灯的亮和不亮来确定输出的高低电平。插板在做完仿真之后，就可以根据设计的逻辑图选择相应的芯片进行插板，通过给不同输入高低电平组合来测输出电平的高低，从而检测是否符合实验要求。四实验内容全加器/全减器根据给定的器件，设计一个全加器/全减器电路，使之既能实现1位加法运算又能实现1位减法运算。当控制变量M=0时，电路实现加法运算；当M=1时，电路实现减法运算。其框图如下所示，图中， 分别为被加（减）数和加（减数）， 为相加（减）的结果， 为进（借）位。一、 首先，按照组合逻辑电路的设计流程，写出其真值表如下： 000000000110001010001101010010010101011001011111100000100111101011101101110010110100111000111111二、 根据真值表，。我得到如下逻辑表达式：三、 根据其表达式，用与非门和非门设计的逻辑图如下所示(由于做实验的时候只有与非门和非门，设计的了逻辑图只有这两种门)【注】：我这里画的电路图和我接下来编的Verilog HDL没有关系，因为这里只用了与非门和非门，是后面插板的逻辑图，而Verilog HDL可以用多种门，逻辑图没有这么复杂。四、 Verilog HDL语言实现仿真首先给出编好的程序： 【注】：用的门级建模方法。然后是波形仿真结果：以上的波形符合要求。五、 附加实验题(13号模3余1)4位密码锁设计它的正确密码为0000，即必须A，B，C，D（确定输入有效），都输入0时，输出L才为1，即箱子打开。编程代码如下：仿真波形图如下：从上面的波形图我们可以看出：只有在ABCDE都是高电平时，即在输入有效且输入与设定的密码1111一致时，Z才输出1，箱子才会打开。（在155.0ns到160.0ns之间）。五、实验总结1. 学会了Quartus9.1仿真组合逻辑电路，及Verilog HDL语言编程。以后在数电学习方面遇到问题时，可以通过仿真来检验结果，特别是对于要插板的实验，可以事先检验自己的逻辑是否正确。2. 对具体如何设计一个组合逻辑电路有了更加具体，深刻的把握。3. 掌握了用SSI（小规模数字集成电路）实现简单组合逻辑电路的方法。4. 掌握了简单数字电路的安装于调试技术。5. 进一步熟悉了数字万用表、示波器等仪器的使用办法。6. 熟悉了用Verilog HDL描述组合逻辑电路的方法，以及EDA仿真技术。六、实验遇到的问题和解决方法1. 对于一个新软件的学习，总是有个熟悉的过程，在实验课上，老师可以说的一步一步教我们做项目工程，速度也比较合理，但是我们还是出现的各种问题。总的来说，我觉得是对这一软件的界面不是很熟悉。好多问题都是问哪个哪个按键在哪里等等，还有就是感觉自己的英语水平还有待提高，毕竟是英文版的软件。以后还有很多机会接触到，熟练的掌握是很有必要的。2. 软件仿真之后就是硬件实现，但是由于只有非门和与非门的芯片来实现全加全减器，工作量太大，对自己的耐心是个很大的考验，最后还是把板子插完了