数电仿真实验报告文档格式.docx

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根据真值表和表达式得逻辑电路如下：

利用逻辑转换仪对下图所示逻辑电路进行分析。

分析如下

实验二编码器、译码器电路仿真实验

（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。

（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。

（1）、8－3线优先译码器

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

（2）、3－8线译码器

表3－8线译码器真值表

G1

G2A

G2B

（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。

实验步骤：

按图2-5所示连接电路。

切换18个单刀双掷开关（J0-J17）进行仿真实验，将结果填入表2-3中。

输入端中的“1”表示高电平，“0”表示低电平，“X”表示接高、低电平都可以。

输入端的“1”表示探测器亮，“0”表示探测器灭。

该编码器输入、输出均为低电平有效。

图2-516-4线优先编码电路

表2-316-4线优先编码器真值表

~E1

（2）

Y8

Y9

Y10

Y11

Y12

Y13

Y14

Y15

X3

X2

X1

X0

（2）利用两块3-8线译码器74LS138D设计4-16线译码电路，然后仿真验证4-16线译码的逻辑功能。

按图2-6连接电路。

切换6个单刀双掷开关（J1-J6）进行仿真实验，得到表2-4所示结果。

输入端中的“1”表示接高电平，“0”表示接低电平。

输出端中的“1”表示探测器亮，“0”表示探测器灭。

该译码器输入高电平有效，输出低电平有效。

图2-64-16线译码电路

表2-44-16线译码电路

A3

实验三竞争冒险电路仿真实验

（1）掌握组合逻辑电路产生竞争冒险的原因；

（2）学会竞争冒险是否可能存在的判断方法；

（3）了解常用消除竞争冒险的方法。

在组合逻辑电路中，由于门电路存在传输延迟时间和信号转台变化的速度不一致等原因，使信号的变化出现快慢的差异，这种现象叫竞争。

竞争的结果是使输出端可能出现错误的信号，这种现象叫做冒险。

（1）、0型冒险电路仿真实验

（2）、1型冒险电路仿真实验

（3）、多输入信号同时变化时的冒险电路

（4）、多输入信号同时变化时的冒险消除电路

如图3-5所示电路是否存在竞争冒险现象，若存在如何消除？

图表1思考题电路

做出该电路所对应的卡诺图如下

BC

A

00

01

11

10

因为卡诺图中填1的格所形成的卡诺图有两个相邻的圈相切，故可知电路存在竞争冒险的可能。

由于电路的逻辑功能和实验步骤3相同故可以采用相同的措施消除竞争冒险。

如下图所示

实验四触发器电路仿真实验

（1）掌握边沿触发器的逻辑功能；

（2）逻辑不同边沿触发器逻辑功能之间的相互切换。

触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑单元，具有记忆、存储二进制信息的功能。

（1）、D触发器

现态

次态

CP

~CLR

~PR

D

Qn

Qn+1

不确定

（2）、JK触发器

J

K

－

三、思考题

由于D触发器使用方便，JK出发去功能完善，怎样将JK触发器和D触发器分别转换为T触发器。

（1）将D触发器反向输出端

接至输入端D，就构成了一个T触发器。

仿真电路如下：

（2）将JK触发器JK端接高电平，就构成了一个T触发器。

实验五计数器电路仿真实验

（1）了解计数器的日常应用和分类。

（2）熟悉集成计数器逻辑功能和其各控制端作用。

（3）掌握计数器的使用方法。

统计输入脉冲个数的过程叫计数。

能够完成计数工作的电路称做计数器。

二进制计数器是构成其他各种计数器的基础。

（1）、74LS161构成二进制加法同步计数器

2、74LS191D构成的二进制加/减同步计数器

（1）模仿图574LS161D构成的二进制加法同步计数器，设计由74LS162D构成的十进制加法同步计数器，并验证实际结果是否与理论值相吻合。

设计的电路图如下图所示。

仿真结果如下

实际结果与理论值吻合。

（2）模仿图74LS191D构成的二进制加/减法同步计数器，设计由74LS192D构成的十进制加/减同步计数器，并且验证实际结果是否与理论值相吻合。

实验六任意N进制计数器电路仿真实验

（1）学会分析任意N进制计数器。

（2）灵活应用构成任意N进制计数器的三种方法。

（1）简单连接法：

将两个计数器首尾相连，构成一个新的计数器，该计数器的模是两个计数器模的乘积。

（2）清零端复位法：

开始计数后，经过M个脉冲，技术状态达到SM，通过辅助门电路将SM译码，产生一个清零信号加至计数器的清零端，使计数器返回到初始零状态，这样就跳跃了（N-M）个状态，从而构成了M进制计数器。

（3）利用置入控制端的置位法：

利用中规模器件的置入控制端，以置入某一固定二进制数值的方法，从而使N进制计数器跳跃（N-M）个状态，实现M进制计数器

（1）、简单连接法构成模为100的计数器

（2）、清零端复位法构成的八进制计数器

（3）、置入控制端的置们法构成的八进制计数器

（1）如何利用简单连接法将两个二进制加法计数器74LS161D构成一个模256的计数器。

设计的电路图如下：

（2）如何利用最高位与下级时钟相连将两个二进制加法计数器74LS161D构成一个模100的计数器。

（3）如何利用清零端复位法将二进制加法计数器74LS161D和一些辅助们电路构成一个模为5的计数器。

（4）如何利用置入控制端的置位法将二进制加法计数器74LS161D和一些辅助门电路构成一个模为6的计数器。

实验七数字抢答器设计

一、设计任务与要求

1、抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S1~S8表示。

2、主持人控制开关按钮S。

3、抢答器具有锁存和显示功能。

4、抢答器具有定时抢答功能。

5、参赛选手在设定的时间内进行抢答。

6、如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器显示00。

二、设计原理

接通电源后，主持人将开关拨到“清楚”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时显示设定时间；

主持人将开关置于开始状态，宣布开始，抢答器工作。

定时器倒计时，扬声器给出声响提示。

选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：

优先判断、编号显示、扬声器提示。

当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。

如果再次抢答必须由主持人再次操作“清零”和“开始”状态开关。

三、实验内容及方法

1.绘制调试抢答器电路。

2.设计可预置时间的定时电路，并进行组装和调试。

当输入1Hz的时钟脉冲信号时，要求电路能进行减计时，能输出低电平有效地定时时间到信号。

3.设计调试报警电路。

4.完成定时抢答器的联调，注意各部分电路之间的时序配合关系。

然后检查电路各部分的功能，使其满足设计要求

四、设计方案

五、设计电路

六、设计说明

1、第一部分为抢答按钮，A、B、C、D、E、F分别代表六支队伍，按钮只能输入单一脉冲。

2、第二部分为编码电路，用74LS148实现。

3、第三部分为锁存电路，用三个JK触发器和若干非门，与非门实现，用于把输入的单一脉冲信号锁存。

其中包含清零按钮。

4、第四部分为译码电路，用74LS248实现，其中高位D恒定接地，只译码0―7数字。

5、第五部分为译码显示，译码电路和译码显示间有电阻，阻值均为300欧姆。

七、思考题

1.在数字抢答器中，如何将序号为0的组合，在七段显示器上改为显示8？

答：

248D端口不接无效位，改接入电路中受到信号控制就可以了。