实验二组合逻辑电路设计与测试

1实验报告书实验名称：实验二：组合逻辑电路设计与测试班级：20100824学号：20100824姓名：时间：2012年11月8日成绩：指导教师：施齐云电工电子教学中心2设计报告一、实验目的1.掌握组合逻辑电路的设计方法及调试技巧。2.熟练掌握常用MSI组合逻辑芯片的功能及使用方法。3.熟悉PLD实验箱的结构和使用基于QuartusⅡ软件的基本操作。4.掌握采用QuartusⅡ软件和附录中的实验箱设计与实现组合逻辑电路的基本过程。二、实验设备与器件数字电路教学实验箱ZXS-1三、实验设计要求及方案设计1.设计选题A：四人表决器（1）设计要求①用一片双4选1数据选择器和适当的门电路设计一个四人无弃权表决电路，多数赞成则提案通过。②完成对逻辑设计的波形仿真。③将设计下载到附录A中的实验箱并进行硬件功能测试。要求：四个输入变量的状态用四个开关来控制，输出状态用一个发光二极管来显示。少于三人同意时，灯不亮，表示未通过；否则灯亮，表示通过。（2）设计原理①设计过程或原理说明根据数据选择器的特性，可写出并化简逻辑表达式：Y=m3﹡1C3+m5﹡2C1+m6﹡2C2+m7﹡1根据该逻辑化简式可进行逻辑电路设计。②逻辑电路图（仿真电路图）表决器逻辑电路图如下图所示。（3）分配方案设计①下载电路及其设计说明根据下载要求和附录A中的实验箱结构，设计用开关3BM5,BM6,BM7,BM8分别表示三个输入A,B,C,D,用L2路的绿灯G2来显示输出状态，则应将输出Y分配给绿灯数据线（阳极）GREEN，同时将L2路的位线（共阴极线）接成低电平，而将其他的三路的位线L1,L3,L4接高电平使其封锁。因此表决器下载电路图下图所示。②管脚分配A-----101，B-----102，C----103，D-----104，Y-----33L1----34，L2-----30，L3----12，L4-----142.设计选题A：一位二进制全减器（1）设计要求①用译码器和适当的门电路设计一个1位二进制全减器。②完成对逻辑设计的波形仿真。③将设计下载到附录A中的实验箱并进行硬件功能测试。要求：用三个开关分别作为被减数、减数和低位借位输入，输出结果（向高位借位和本位差）分别用一组彩灯中的两种颜色发光二极管来显示。（2）设计原理①设计过程或原理说明②逻辑电路图（仿真电路图）一位全减器逻辑电路图如下图所示。（3）分配方案设计①下载电路及其设计说明根据下载要求和附录A中的实验箱结构，设计用开关BM6,BM7,BM84分别表示三个输入被减数A、减数B和低位借位输入CI,用L3路的绿灯G3来显示本位差、红灯R3显示向高位借位，则应将输出Y分配给绿灯数据线（阳极）GREEN、输出CO分配给红灯数据线（阳极）RED，同时将L3路的位线（共阴极线）接成低电平，而将其他的三路的位线L1,L2,L4接高电平使其封锁。因此一位全减器下载电路图下图所示。②管脚分配A-----102，B-----103，CI----104，Y-----33，CO-----13L1----34，L2-----30，L3----12，L4-----143.设计选题C：数值比较器（1）设计要求①用最少的与非门设计一个两位无符号的二进制数比较器。②完成对逻辑设计的波形仿真。③将设计下载到附录A中的实验箱并进行硬件功能测试。要求：用四个开关作为两个两位二进制数的数据输入端，比较结果即输出逻辑函数R（小于）、Y（等于）、G（大于）分别用一组彩灯中的红色、黄色和绿色发光二极管显示。（2）设计原理①设计过程或原理说明②逻辑电路图（仿真电路图）数值比较器逻辑电路图如下图所示。（3）分配方案设计①下载电路及其设计说明5根据下载要求和附录A中的实验箱结构，设计用开关BM5,BM6,BM7,BM8分别表示四个输入A1、A0、B1、B0,用L3路的绿灯G3来显示大于、黄灯Y3显示等于、红灯R3显示小于，则应将输出G分配给绿灯数据线（阳极）GREEN、输出Y分配给黄灯数据线（阳极）YELLOW，输出R分配给红灯数据线（阳极）RED，同时将L3路的位线（共阴极线）接成低电平，而将其他的三路的位线L1,L2,L4接高电平使其封锁。因此数值比较器下载电路图下图所示。②管脚分配A-----101，B-----102，C----103，D-----104，G-----33，Y-----15，R-----13，L1----34，L2-----30，L3----12，L4-----14