第10章 数字电子技术仿真实验
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数字电子技术仿真实验报告电气工程学院08级2班目录实验一:组合逻辑电路设计与分析 (3)一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)三、实验电路及步骤 (3)四、思考题: (5)实验二编码器、译码器电路仿真实验 (8)一、实验目的 (8)二、实验原理 (8)三、实验步骤 (8)四、思考题: (9)实验三竞争冒险电路仿真 (12)一、实验目的 (12)二、实验原理 (12)三、实验步骤 (12)四、思考题: (17)实验四触发器电路仿真实验 (19)一、实验目的 (19)二、实验原理 (19)三、实验步骤 (19)四、思考题: (21)实验五计数器电路仿真实验 (23)一、实验目的 (23)二、实验原理 (23)三、实验步骤 (23)四、思考题 (26)实验六任意N进制计数器电路仿真实验 (29)一、实验目的 (29)二、实验原理 (29)三、实验步骤 (29)四、思考题 (32)实验七数字抢答器设计 (35)一.设计任务与要求 (35)二.预习要求 (35)三、设计原理与参考电路 (35)四、实验内容及方法 (38)五、实验报告 (38)六、思考题 (38)七、心得与体会 (38)实验一:组合逻辑电路设计与分析一、实验目的1、学习掌握组合逻辑电路的特点2、利用逻辑转换仪对组合逻辑电路进行分析与设计二、实验原理组合逻辑电路是一种重要的数字逻辑电路:特点是任何时刻的输出仅仅取决于同一时刻输入信号的取值组合。
根据电路确定功能,是分析组合逻辑电路的过程。
一般的分析步骤为:有组合逻辑电路推导出逻辑表达式,将逻辑表达式化简得到最简表达式,将最简表达式列表得到对应真值表,将真值表分析确定该电路的功能。
根据要求求解电路,是设计组合电路的过程,步骤为:将提出的问题进行分析得到该问题的真值表,将真值表进行归纳得到逻辑表达式,逻辑表达式化简变换后得到求解的逻辑图。
逻辑转换仪是Multisim 软件中常用的数字逻辑电路设计和分析的仪器,使用方便、简洁。
数字电子技术仿真实验报告姓名:学号:班级:学院:电气工程学院实验一 组合逻辑电路设计与分析1、实验目的(1)学会组合逻辑的特点(2)利用逻辑转换仪对组合逻辑电路进行分析与设计2、实验原理组合逻辑电路是一种重要的数字逻辑电路:特点是任何时候的输出仅仅取决于同一时刻输入信号的取值组合。
根据电路确定功能,是分析组合逻辑电路的过程。
3、实验内容(1)、利用逻辑转换仪对已知逻辑电路进行分析。
XLC1A BU1A 74LS136DU2A 74LS136DU3A 74LS04DU4A 74LS04DU5B 74LS04DU6C 74LS136D因此这是一个四位输入信号的奇偶校验电路。
(2)、根据要求利用逻辑转换仪进行逻辑电路分析。
火灾报警系统分析如下:生成的报警控制信号电路如下:A B C44454647484950思考题设计一个4人表决器,3人或3人以上同意则通过。
利用逻辑转换仪得真值表和表达式如下:根据真值表和表达式得逻辑电路如下:A BCD6566676869707172737475767778798081828384利用逻辑转换仪对下图所示逻辑电路进行分析。
XLC1A BU1A 74LS04DU2B74LS04D U3C 74LS04DU4A 74LS00D U6B 74LS00DU7B74LS10D U8A74LS10D5623478910分析如下:实验二 编码器、译码器电路仿真实验一、实验目的(1)掌握编码器、译码器的工作原理。
(2)常见编码器、译码器的作用。
二、实验原理(1)编码是指在选定的一系列二进制数码中,赋予每个二进制数码以某一固定含义。
能完成编码功能的电路统称为编码器。
(2)译码是编码的逆过程,将输入的每个二进制代码赋予的含义翻译出来,给出相应的输出信号。
三、实验内容(1)、8-3线优先译码器U174LS148DA09A17A26GS 14D313D41D52D212D111D010D74D63EI 5EO15GND8VCC 16A25 VA1 5 VA0 5 VGS 5 VE0 5 VJ1Key = 0J2Key = 1J3Key = 2J4Key = 3J5Key = 4J6Key = 5J7Key = 6J8Key = 7J9Key = 81234567891011121314VDD5VVDDVCC5VVCC表8-3线优先译码器真值表输入端输出端EI Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 A2 A1 A0 GS E0 1 X X X X X X X X 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 X 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 X X 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 X X X 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 X X X X 0 1 1 0 1 0 1 1 0 X X X X X 0 1 0 0 1 0 1 0 X X X X X X 0 0 1 0 1 0 0 X X X X X X X 0 0 0 0 1(2)、3-8线译码器VCC5VR1 1kΩR21kΩR31kΩJ1Key = AJ2Key = BJ3Key = CU174LS138DY015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77A1B2C3G16~G2A4~G2B5X14.5 VX24.5 VX34.5 VX44.5 VX54.5 VX64.5 VX74.5 VX84.5 V表3-8线译码器真值表输入端输出端G1 G2A G2B A2 A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0思考题(1) 利用两块8-3线优先编码器74LS148D 设计16-4线优先编码器电路,然后仿真验证16-4线优先编码的逻辑功能。
课程设计(大作业)报告课程名称:数字电子技术课程设计设计题目:多功能数字时钟的设计、仿真院系:信息技术学院班级:二班设计者:张三学号:79523指导教师:张延设计时间:2011年12月19日至12月23日信息技术学院昆明学院课程设计(大作业)任务书一、设计目的为了熟悉数字电路课程,学习proteus软件的使用,能够熟练用它进行数字电路的仿真设计,以及锻炼我们平时独立思考、善于动手操作的能力,培养应对问题的实战能力,提高实验技能,熟悉复杂数字电路的安装、测试方法,掌握关于多功能数字时钟的工作原理,掌握基本逻辑们电路、译码器、数据分配器、数据选择器、数值比较器、触发器、计数器、锁存器、555定时器等方面已经学过的知识,并能够将这些熟练应用于实际问题中,我认真的动手学习了数字时钟的基本原理,从实际中再次熟悉了关于本学期数字电路课程中学习的知识,更重要的是熟练掌握了关于proteus软件的使用,收获颇多,增强了自己的工程实践能力。
另外,数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
因此,我们此次设计数字钟就是为了了解数字钟的原理,从而学会制作数字钟。
而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。
且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路。
通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。
二、设计要求和设计指标设计一个数字时钟,具有“秒”、“分”、“时”计时和显示功能。
小时以24小时计时制计时;具有校时功能,能够对“分”、“时”进行调整;能够进行整点报时,报时规则为:在59Min51s后隔秒发出500Hz的低音报时信号,在59min59s时发出1kHz的高音报时信号,声响持续1s。
数字仿真实验实施方案一、实验目的。
数字仿真实验是一种通过计算机模拟和分析系统、信号、电路等电子技术的实验方法。
其目的是通过对电子技术知识的理论学习和实际操作的结合,提高学生对电子技术的理解和应用能力,培养学生的创新意识和实践能力。
本实施方案旨在指导教师和学生进行数字仿真实验,确保实验的顺利进行和实验效果的达到。
二、实施步骤。
1. 确定实验内容和目标。
首先,教师应根据课程要求和学生的实际情况,确定本次数字仿真实验的内容和目标。
实验内容可以包括数字信号处理、数字电路设计、数字系统仿真等方面,目标可以是掌握数字仿真软件的操作技能,理解数字电子技术的原理和应用。
2. 准备实验环境和工具。
在确定实验内容和目标后,教师需要准备好实验所需的计算机、数字仿真软件、实验指导书等工具和资料。
同时,要确保实验环境的安全和稳定,保证实验设备的正常运行。
3. 学生实验操作。
在实验进行时,教师应指导学生按照实验指导书的要求,正确操作数字仿真软件,进行实验内容的模拟和分析。
学生应认真对待实验,按照要求完成实验报告和实验数据的记录。
4. 实验结果分析和总结。
实验结束后,教师应指导学生对实验结果进行分析和总结,讨论实验中遇到的问题和解决方法,总结实验中的经验和教训。
同时,学生应根据实验结果撰写实验报告,展示实验过程和实验成果。
三、实施要求。
1. 教师应具备扎实的电子技术知识和丰富的实践经验,能够熟练操作数字仿真软件,指导学生进行实验操作。
2. 学生应具备一定的电子技术基础知识,能够独立操作计算机和数字仿真软件,完成实验内容和实验报告。
3. 实验环境应具备良好的计算机设备和网络条件,确保实验的顺利进行和实验数据的准确记录。
4. 实验过程中应严格遵守实验室规章制度,保证实验环境的安全和整洁。
四、实施效果评估。
为了确保数字仿真实验的效果和质量,教师应对实验过程和实验结果进行评估和检查。
评估内容可以包括学生的实验操作技能、实验报告的撰写质量、实验成果的达成情况等方面,及时发现问题并进行改进。
数字电子技术实验报告
1. 实验目的:
2. 掌握TTL 逻辑门电路的主要参数意义
3. 掌握TTL 逻辑门电路主要参数以及测量方法
4. 通过与非门实现与门、或门、异或门。
一、实验设备;
1. 数字电路实验箱
2. 74LS00
3. 函数发生器、示波器
二、实验原理;
1. 实验室所用电路板中配备有与非门, 可以通过各种逻辑运算, 从而利用与非门实现
与门、或门、异或门等逻辑门电路。
2. Y=A ·B= ,从公式可以看出, 可以将 与1接入与非门的两个输入端(输入1的端
口悬空即可)。
3. , 从公式可以看出可以将A 和1接入一个非门(2步骤中已经实现非门), 从而得
到 , 同理可以得到 , 然后将 和 接入与非门的两个输入端, 就可得到Y 。
4. Y=A B ⊗=))((B A B A ++=))((B A AB =))((B A AB 。
取信号A 为方波, 峰峰值是5V , 偏移量为2.5V , 频率为1000Hz, B 取为逻辑开关。
三、实验结果图
B
A & 1 &
B 1
& A
& &
3.
当B=0时, Y=A =A 当B=1时, Y=A =
1
A
1 B 1 & B
& & A &
&。
实验一:数字逻辑电路创建1、创建数字逻辑电路(1)在元器件库中单击TTL,再单击74STD,选中非门7404N芯片,单击OK确认。
这时会出现下图所示窗口,给窗口表示7404N这个芯片里有六个功能完全相同的非门,可以选用Section A 、B、C 、D、E、F六个非门中的任何一个。
单击任何一个即可选定一个非门,若不用时单击Cancel。
(2)同理,在元器件库中单击TTL,再单击74STD,选中或门7432N和非门7400N芯片。
(3)在仪器库中单击Logic converter(逻辑转换仪),这时会出现一个仪器,拖到指定位置点击即可。
(4)输入信号接逻辑转换仪的输入端A,B,C,…,输出信号接逻辑转换仪的输出端—(OUT)。
连接电路如下图所示。
2、用逻辑转换仪得到电路真值表双击逻辑转换仪,再点击,则电路转换到真值表,得到电路真值表如下图所示。
3、用逻辑转换仪对电路直接进行逻辑函数的化简以得出最简表达式表转换到最简表达式,得到电路的最简表达式。
4. 用逻辑转换仪得到与非门构成的电路双击逻辑转换仪,再点击,则表达式转换到与非门,得到用与非门构成的电路。
如下图所示。
实验二:用7490N构成一个8421BCD码十进制计数器一:原理计数输入端INA接外来时钟,将计数输入端INB和QA相连,QD为高位输出,QA 为低位输出,则构成8421BCD码计数器。
由7490N的功能可知:R01、R02两个置零输入端同时接高电平1(VCC)时,计数器清零;R91、R92两个置9输入端同时接高电平1(VCC)时,计数器置9。
构成十进制计数器时,将R01、R02、R91、R92全接低电平。
二:创建电路1、在元器件库中单击TTL,再单击74STD,选中计数器7490N。
2、取方波信号作为时钟计数输入。
双击信号发生器图标,设置电压V2为5V,频率为0.1kHz。
3、在元器件库中单击显示器件选中带译码的七段LED数码管U4,管脚4接QD,管脚3接QC,管脚2接QB,管脚1接QA。
数电仿真实验报告数电仿真Multisim实验报告班级:学号:姓名:学院:实验一组合逻辑电路设计与分析一、实验目的1、掌握组合逻辑电路的特点2、利用逻辑转换仪对组合逻辑电路进行分析与设计二、实验原理组合逻辑电路是一种重要的数字逻辑电路:特点是任何时候的输出仅仅取决于同一时刻的输入信号的取值组合。
根据电路确定功能,是分析组合逻辑电路的过程,其步骤如下:组合逻辑电路→推导→逻辑表达式→化简→最简表达式→列表→真值表→分析→确定电路功能。
根据要求求解电路,是设计组合逻辑电路的过程,其步骤如下:问题提出→分析→真值表→归纳→逻辑表达式→化简变换→逻辑图。
逻辑转换仪是Multisim中常用的数字逻辑电路分析和设计仪器。
三、仿真例题1、利用逻辑转换仪对已知逻辑电路进行分析电路图如下:图待分析逻辑电路分析结果如下:图逻辑分析仪输出结果2、根据要求利用逻辑转换仪进行逻辑电路设计问题:有一火灾报警系统,设有烟感、温感和紫外线三种类型的火灾探测器。
为了防止误报警,只有当其中的两种或两种以上的探测器发出火灾探测信号时,报警系统才产生报警控制信号,试设计报警控制信号的电路。
利用逻辑分析仪分析:图经分析得到的真值表和表达式则可以得到如下电路图:A B C141310912118图最终得到的逻辑电路图四、思考题1、设计一个四人表决电路,即如果3人或3人以上同意,则通过;否则被否决。
用与非门实现。
解:用ABCD分别表示四人的表决结果,1表示同意,0表示不同意。
则利用逻辑分析仪可以输入如下真值表,并得到如下表达式:L=ACD+ABD+ABC+BCD图逻辑分析仪得到的真值表和表达式得到如下电路图:图利用逻辑分析仪得到的与非门设计的表决电路2、利用逻辑转换仪对下图所示电路进行分析。
图待分析的逻辑电路解:通过逻辑分析仪可以得到如下结果:图逻辑分析仪输出结果得到逻辑表达式为:L AC BC ABC =++实验二编码器、译码器电路仿真实验一、实验目的1、掌握编码器、译码器的工作原理2、常见编码器、译码器的应用二、实验原理数字信号既可以表示数,也可以用来表示指令和信息。