《数字逻辑电路》期末大作业实验报告

大连外国语大学软件学院成绩评定：数字逻辑电路考查试卷1 数字逻辑电路概述数字逻辑是数字电路逻辑设计的简称，其内容是应用数字电路进行数字系统逻辑设计。电子数字计算机是由具有各种逻辑功能的逻辑部件组成的，这些逻辑部件按其结构可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路是由与门、或门和非门等门电路组合形成的逻辑电路;时序逻辑电路是由触发器和门电路组成的具有记忆能力的逻辑电路。有了组合逻辑电路和时序逻辑电路，再进行合理的设计和安排，就可以表示和实现布尔代数的基本运算。数字逻辑电路有易于集成、传输质量高、有运算和逻辑推理能力等优点，因此被广泛用于计算机、自动控制、通信、测量等领域。一般家电产品中，如定时器、告警器、控制器、电子钟表、电子玩具等都要用数字逻辑电路。（阐述数字逻辑的现状、目的、意义、功能、方法及作用）2 第一种数字逻辑电路2.1 方法原理及功能数据选择器又称为多路开关，是一种重要的组合逻辑器件，它可以实现从多路数据中选择任何一路数据输出，选择的控制由专门的端口编码决定，称为地址码，数据选择器可以完成很多的逻辑功能，例如函数发生器、桶形移位器、并串转换器、波形产生器等。1、 与非门实现二选一数据选择器：用一种74SL153及门电路设计实现一位全加器，输入用三个单刀双掷开关分别代表A、B、C，输出用两个指示灯分别代表L1、L1。2.2 设计过程与结果（描述方法的操作过程和结果，配截图详细介绍）在元件库中单击TTL，再单击74LS系列，选中74LS153D。仿真结果实际结果L1亮单独打开开关A，B，C时；L1灯泡亮L2亮任意打开两个开关；灯泡L2亮L1和L2都亮同时打开开关A,B,C时；灯泡L1，L2同时亮。3.3心得体会经过许多次的失败，在不断尝试中选择一个适合的方式去解决问题，加强对电路的理解。通过该实验可以培养我们的动手能力和对数字电路的理解。经检验，符合真值表，达到数据选择的作用。74ls153为双四选一数据选择器，几多一个非门和或门可以组成数据比较器。能更好的掌握相关芯片的知识，了解其用途。失败电路一：失败电路二：3 第二种数字逻辑电路3.1方法原理及功能74160N为异步清零、同步预置的十进制计数器。实现模60计数器，需用两片74160N。当采用两片74160N级连时，可以构成一百进制计数器。 3.2设计过程与结果（描述方法的操作过程和结果，配截图详细介绍）(1) 在器件库中选中两个74160N， 仿真真开始，首先用清0开关将计数器设置为0000状态，然后在计数脉冲信号的作用下，计数器的状态按8421BCD码数的规律依次递增，当计数器的状态变为1001时，再输入一个计数脉冲，这时计数器返回到初始的0000状态，同时向高位输出一个高电平的进位信号。LOAD 为同步置数控制端， CLR 为异步置0控制端， ENT 和 ENP 为计数控制端， D 、 C 、 B 、 A 为并行数据输入端QQQQ 为输出端， RCO 为进位输出端。用74LS160的“异步置0”功能获得的七进制计数器电路，设计数器 QQQQ ,0000从状态开始计数，“7”的二进制代码为0111，反馈归零函数 DCBA。仿真结果实际结果L1亮左图为交流电信号自发计数，观察灯泡，灯泡每闪烁一次，计数器每次加一，直到99，计数器清零。右图为手动计数器，根据打开开关次数，依次加一。4 第三种数字逻辑电路4.1方法原理及功能利用触发器的翻转功能，异步二进制计数器可以实现加法或减法计数，记录结果用若干位十进制数表示， N 位计数器可实现0到(2N,1 个 CP 脉冲的计数。工作原理:异步二进制加法计数器的工作特点是:高位触发器在低一位触发器的输出信号 Q 出现下降沿的时候翻转;异步二进制减法计数器的工作特点是:高位触发器在低一位触发器的输出信号 Q 出现下降沿的时候翻转。4.2设计过程与结果（描述方法的操作过程和结果，配截图详细介绍）将芯片的一个D触发器的Q端和D端连接，这就把D触发器接成了T触发器。然后把D触发器的控制端CP接输入脉冲信号，把输出端Q连接到发光二极管。若控制端CP每输入脉冲信号（上升沿），输出端D的输出信号翻转一次，则表示该D触发器正常。74LS90为双D触发器，芯片的两个触发器都必须检测是否正常。将芯片第一个控制端0CP一次次输入脉冲信号，查看输出端输出结果。输出端接发光二极管，若输出端所接的发光二极管亮则说明输出高电平，对应记录输出结果为“1”；发光二极管不亮则说明输出低电平，对应记录输出结果为“0”。5. 结束语5.1 收获与体会（描述本课学习之后，在数字逻辑设计方面有哪些收获、提高及体会）我觉得几乎所有的实验都很有意义，各有各的特点，既没有冗余，也没有过分简单。实验的难易程度我觉得主要取决于连线的复杂度，如果线多的话不仅连线的时候会比较耗费时间，在出现错误的时候也不太好调试。我遇到过问题的实验也是这种连线比较多的实验。我觉得能够不出错的关键在于要在连线的过程中将整体拆分成多个模块，分开实现并调试过后再继续进行，如果全部完成之后再调试可能因为线太多不知从何下手。当然，我觉得自主设计还是可以变得更好，比如不必仅限于使用我们学习过的模块与芯片，老师可以提供给我们一些没有使用过的器件和芯片和说明，让我们自己学习这些元器件的使用方法并融入到我们的设计之中，我觉得这样会更好。5.2 未来展望（结合所学课程内容、个人当前及未来工作愿景，谈谈个人努力方向）现如今，科技的发展十分迅速，这种发展也不仅仅是软件方面，作为软件方面倚仗的硬件设施，数字逻辑无非也是很重要的，其中对于电路的设计，逻辑电路的理性思维对于刚接触的我们都十分受益。作为一名计算机专业的学生，未来的就业方向必然是在软件方面的，但是，如果能了解，甚至涉猎颇多的话，这对于我以后的生涯是非常有用的，所以，这半学期的数字逻辑学习，虽然我没有能认真完