實(shí)驗(yàn)1：組合邏輯電路

1、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)及基本要求數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)及基本要求電子實(shí)驗(yàn)中心電子實(shí)驗(yàn)中心 數(shù)字電路教研室數(shù)字電路教研室實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的v 本實(shí)驗(yàn)課是本實(shí)驗(yàn)課是數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)基礎(chǔ)專業(yè)專業(yè)基礎(chǔ)課程的課內(nèi)基礎(chǔ)課程的課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)課，重在培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字電路的實(shí)踐技能。要求實(shí)踐教學(xué)課，重在培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字電路的實(shí)踐技能。要求學(xué)生完成基本實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)，掌握中小型數(shù)字系統(tǒng)的學(xué)生完成基本實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)，掌握中小型數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，并能獨(dú)立完成調(diào)試過程；設(shè)計(jì)方法，并能獨(dú)立完成調(diào)試過程；v 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由Multisim電路仿真電路仿真、74系列中規(guī)模集成電路系列中規(guī)模集成電路實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)構(gòu)成，充分融合了現(xiàn)代數(shù)字

2、電路的設(shè)計(jì)需要。構(gòu)成，充分融合了現(xiàn)代數(shù)字電路的設(shè)計(jì)需要。v 通過實(shí)驗(yàn)可以更好地鞏固和加深對理論知識的理解，增通過實(shí)驗(yàn)可以更好地鞏固和加深對理論知識的理解，增強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力，提高動手能力；強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力，提高動手能力；v 通過實(shí)踐教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生在理論指導(dǎo)下有所創(chuàng)新，為后續(xù)通過實(shí)踐教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生在理論指導(dǎo)下有所創(chuàng)新，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和今后工作打下必要的基礎(chǔ)。專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和今后工作打下必要的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)方式實(shí)驗(yàn)方式v （1）學(xué)生應(yīng)根據(jù)理論課程環(huán)節(jié)的相關(guān)要求，充分做好實(shí)）學(xué)生應(yīng)根據(jù)理論課程環(huán)節(jié)的相關(guān)要求，充分做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)工作；驗(yàn)預(yù)習(xí)工作；v （2）進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，實(shí)驗(yàn)開始前指導(dǎo)教師僅僅介紹實(shí)

3、驗(yàn)）進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，實(shí)驗(yàn)開始前指導(dǎo)教師僅僅介紹實(shí)驗(yàn)的相關(guān)要求、任務(wù)、操作步驟及注意事項(xiàng)，工作原理不的相關(guān)要求、任務(wù)、操作步驟及注意事項(xiàng)，工作原理不再重復(fù)介紹講解；再重復(fù)介紹講解；v （3）學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，獨(dú)立完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并記）學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，獨(dú)立完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由指導(dǎo)老師檢查驗(yàn)收，課后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由指導(dǎo)老師檢查驗(yàn)收，課后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，下次實(shí)驗(yàn)時上交；，下次實(shí)驗(yàn)時上交；v （3） 一人一組獨(dú)立完成指定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。一人一組獨(dú)立完成指定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。v 注：有設(shè)計(jì)性環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生事先充分預(yù)習(xí)，帶著注：有設(shè)計(jì)性環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生事先充分預(yù)習(xí)，帶著目的和問題來做實(shí)

4、驗(yàn)。目的和問題來做實(shí)驗(yàn)。 （1 1）掌握數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)板的基本結(jié)構(gòu)原理、功能及其）掌握數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)板的基本結(jié)構(gòu)原理、功能及其使用方法。使用方法。 （2 2）了解常用數(shù)字集成電路的主要參數(shù)及邏輯功能。）了解常用數(shù)字集成電路的主要參數(shù)及邏輯功能。 （3 3）具有使用儀器和輔助工具（如邏輯筆）查找和排）具有使用儀器和輔助工具（如邏輯筆）查找和排除電路故障的能力，能根據(jù)電路原理對故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，除電路故障的能力，能根據(jù)電路原理對故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，借助相關(guān)儀器，逐步縮小故障范圍，排除故障。借助相關(guān)儀器，逐步縮小故障范圍，排除故障。 （4 4）通過實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步掌握數(shù)字電路的綜合分析與設(shè)通過實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步掌握

5、數(shù)字電路的綜合分析與設(shè)計(jì)方法。計(jì)方法。 實(shí)驗(yàn)基本要求實(shí)驗(yàn)基本要求實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問題實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問題v 電路設(shè)計(jì)問題電路設(shè)計(jì)問題 在數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)時，應(yīng)根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。在數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)時，應(yīng)根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。v 布線問題布線問題做到認(rèn)真、合理地布線做到認(rèn)真、合理地布線 1.設(shè)計(jì)電路，畫出邏輯電路圖，并標(biāo)出各管腳號，將所用設(shè)計(jì)電路，畫出邏輯電路圖，并標(biāo)出各管腳號，將所用芯片所有端（數(shù)據(jù)輸入，使能、清零、置位等端子）預(yù)先芯片所有端（數(shù)據(jù)輸入，使能、清零、置位等端子）預(yù)先標(biāo)記。接電源、地或外部輸入信號等，為實(shí)驗(yàn)布線打好基標(biāo)記。接電源、地或外部輸入信號等，為實(shí)驗(yàn)布線打好基礎(chǔ)；礎(chǔ)； 2. 布線時，

6、先將電源和地線接好（包括使能端、清零端等布線時，先將電源和地線接好（包括使能端、清零端等），再按信號的輸入輸出關(guān)系連好電路，需要經(jīng)常變換的），再按信號的輸入輸出關(guān)系連好電路，需要經(jīng)常變換的信號線最后接；信號線最后接； 3. 接好后，對照電路圖仔細(xì)核對后，再打開電源，開始實(shí)接好后，對照電路圖仔細(xì)核對后，再打開電源，開始實(shí)驗(yàn)測試。驗(yàn)測試。故障檢測與排除故障檢測與排除v 設(shè)計(jì)好的數(shù)字電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電路達(dá)不到預(yù)期的邏輯功設(shè)計(jì)好的數(shù)字電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電路達(dá)不到預(yù)期的邏輯功能時，如果是組合電路，說明電路沒能按真值表工作；能時，如果是組合電路，說明電路沒能按真值表工作；如是時序電路，說明電路沒能按狀態(tài)表工作，

7、均表明電如是時序電路，說明電路沒能按狀態(tài)表工作，均表明電路存在故障，應(yīng)仔細(xì)排查，一般按下述步驟進(jìn)行：路存在故障，應(yīng)仔細(xì)排查，一般按下述步驟進(jìn)行：1. 完成布線后應(yīng)檢查一遍，以查出漏接和錯接的導(dǎo)線。完成布線后應(yīng)檢查一遍，以查出漏接和錯接的導(dǎo)線。2. 檢查電源是否正常，芯片是否發(fā)燙，如是，則立即斷電檢查。檢查電源是否正常，芯片是否發(fā)燙，如是，則立即斷電檢查。3. 用邏輯筆查出斷線、引線虛接等。按照電路的邏輯功能，分別檢查用邏輯筆查出斷線、引線虛接等。按照電路的邏輯功能，分別檢查各級電路的輸入輸出是否正常。各級電路的輸入輸出是否正常。4. 對于有故障的多級電路，為減少調(diào)測工作量，可將可疑范圍分成兩對

8、于有故障的多級電路，為減少調(diào)測工作量，可將可疑范圍分成兩個區(qū)，分別檢測。個區(qū)，分別檢測。5. 如果懷疑芯片壞了，對于如果懷疑芯片壞了，對于SSI或簡單功能的或簡單功能的MSI，可以通過測試它，可以通過測試它的邏輯功能，迅速判斷芯片的好壞。的邏輯功能，迅速判斷芯片的好壞。數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)板介紹及使用數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)板介紹及使用數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)板的使用數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)板的使用v本實(shí)驗(yàn)板上，對于本實(shí)驗(yàn)板上，對于74系列中規(guī)模器件，已將芯片電源、控制線系列中規(guī)模器件，已將芯片電源、控制線進(jìn)行了固定連接，僅僅留出了必要的輸入、輸出端口供學(xué)生連線進(jìn)行了固定連接，僅僅留出了必要的輸入、輸出端口供學(xué)生連線使用，大量簡化了連線

9、環(huán)節(jié)；各分區(qū)電源通過開關(guān)單獨(dú)控制。使用，大量簡化了連線環(huán)節(jié)；各分區(qū)電源通過開關(guān)單獨(dú)控制。v少量連線使用圖中所示綠線（少量連線使用圖中所示綠線（2號線）進(jìn)行端口連接；號線）進(jìn)行端口連接；v注：線的頂部可以注：線的頂部可以疊插疊插，用來擴(kuò)展連接節(jié)點(diǎn)；，用來擴(kuò)展連接節(jié)點(diǎn)；v模式操作（加模式操作（加/減、置數(shù)減、置數(shù)/清零）直接通過模式開關(guān)進(jìn)行切換，清零）直接通過模式開關(guān)進(jìn)行切換，不必?fù)Q線；不必?fù)Q線；請愛護(hù)使用導(dǎo)線請愛護(hù)使用導(dǎo)線v與接線孔插拔連線時，請用手指捏住線柄操作（左圖）；與接線孔插拔連線時，請用手指捏住線柄操作（左圖）；v切勿直接抓住線身將線從接線孔中切勿直接抓住線身將線從接線孔中“扯扯”出；

10、出；錯誤錯誤正確正確實(shí)驗(yàn)板實(shí)驗(yàn)板BANK1BANK1使用說明使用說明v BANK1的編碼器實(shí)驗(yàn)區(qū)，用來進(jìn)行水箱水位監(jiān)測實(shí)驗(yàn)。的編碼器實(shí)驗(yàn)區(qū)，用來進(jìn)行水箱水位監(jiān)測實(shí)驗(yàn)。v 若需要用若需要用LED查看查看74LS147的反碼輸出狀態(tài)，只需要使的反碼輸出狀態(tài)，只需要使用用4根連接線從根連接線從編碼反碼輸出編碼反碼輸出接口接到接口接到8位位LED區(qū)區(qū)的任意的任意4個個LED接線孔處即可（連接時注意高低位，高位在左，接線孔處即可（連接時注意高低位，高位在左，低位在右）；低位在右）； 如需要使用數(shù)碼管觀察相應(yīng)的數(shù)字編碼，只需要使用如需要使用數(shù)碼管觀察相應(yīng)的數(shù)字編碼，只需要使用4根根連接線從連接線從編碼原碼

11、輸出編碼原碼輸出接口按高低位順序連到七段譯碼顯接口按高低位順序連到七段譯碼顯示接線孔即可。示接線孔即可。按此打按此打開電源開電源脆弱！請勿用脆弱！請勿用力按或側(cè)向扭曲力按或側(cè)向扭曲實(shí)驗(yàn)板實(shí)驗(yàn)板BANK2BANK2使用說明使用說明v BANK2加加/減法器實(shí)驗(yàn)區(qū)，可進(jìn)行加法器和原減法器實(shí)驗(yàn)區(qū)，可進(jìn)行加法器和原/反碼實(shí)驗(yàn)。反碼實(shí)驗(yàn)。v 電路中已將電路中已將LED顯示固定，不需另行接線，使用時只需要顯示固定，不需另行接線，使用時只需要從邏輯開關(guān)區(qū)用從邏輯開關(guān)區(qū)用8根連接導(dǎo)線連接到根連接導(dǎo)線連接到A:加加/減法輸入端減法輸入端和和 B:被加被加/減法輸入端減法輸入端，然后用邏輯開關(guān)產(chǎn)生相應(yīng)的邏輯電平，

12、然后用邏輯開關(guān)產(chǎn)生相應(yīng)的邏輯電平，在，在LED上觀察加上觀察加/減法結(jié)果。減法結(jié)果。觀察原反碼需觀察原反碼需另行接線，用另行接線，用外接外接LED查看查看按此打按此打開電源開電源脆弱！請勿用脆弱！請勿用力按或側(cè)向扭曲力按或側(cè)向扭曲實(shí)驗(yàn)板實(shí)驗(yàn)板BANK3BANK3使用說明使用說明v BANK3移位寄存器實(shí)驗(yàn)區(qū)，用來做扭環(huán)計(jì)數(shù)器和環(huán)形計(jì)移位寄存器實(shí)驗(yàn)區(qū)，用來做扭環(huán)計(jì)數(shù)器和環(huán)形計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)，這一部分連線稍多。數(shù)器實(shí)驗(yàn)，這一部分連線稍多。v 這一部分包含兩片這一部分包含兩片74LS194，M1、M0、DSL、DSR及及外部與非門均由學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)要求接線，外部與非門均由學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)要求接線，實(shí)驗(yàn)板實(shí)驗(yàn)板B

13、ANK4BANK4使用說明使用說明v BANK4計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)區(qū)，用來完成計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)區(qū)，用來完成74LS160及其級聯(lián)實(shí)驗(yàn)及其級聯(lián)實(shí)驗(yàn)v 兩片兩片74LS160采用同步級聯(lián)方式，最大模值采用同步級聯(lián)方式，最大模值100；使用；使用74LS20四與非門作反饋清零四與非門作反饋清零/置數(shù)；置數(shù)；v 撥碼開關(guān)切換至撥碼開關(guān)切換至“ON”位置時，表示相應(yīng)反饋接通；位置時，表示相應(yīng)反饋接通；v 可設(shè)計(jì)可設(shè)計(jì)099任意模值清零任意模值清零/置數(shù)的計(jì)數(shù)器。置數(shù)的計(jì)數(shù)器。不耐用！不耐用！請小心操作請小心操作實(shí)驗(yàn)板實(shí)驗(yàn)板BANK5BANK5、6 6使用說明使用說明v BANK5是為是為FPGA加載程序的加載程序的U

14、SB-Blaster電路區(qū)，已電路區(qū)，已將將JTAG調(diào)試接口調(diào)試接口直接接入了直接接入了FPGA；若需要進(jìn)行；若需要進(jìn)行AS固化固化編程需要使用雙列編程需要使用雙列10芯扁平線將兩個黑色底座相連。芯扁平線將兩個黑色底座相連。v BANK6是是FPGA實(shí)驗(yàn)區(qū)，各外圍元件，如數(shù)碼管、實(shí)驗(yàn)區(qū)，各外圍元件，如數(shù)碼管、LED燈、按鍵、蜂鳴器、撥碼開關(guān)、紅外檢測、左右轉(zhuǎn)開關(guān)燈、按鍵、蜂鳴器、撥碼開關(guān)、紅外檢測、左右轉(zhuǎn)開關(guān)、時鐘電路都已與、時鐘電路都已與FPGA完成了固定連接，使用時不需完成了固定連接，使用時不需進(jìn)行任何連線操作。進(jìn)行任何連線操作。v 連接到連接到FPGA的所有端口都已經(jīng)以白色絲印的方式標(biāo)印

15、的所有端口都已經(jīng)以白色絲印的方式標(biāo)印在了電路板空白區(qū)域，在了電路板空白區(qū)域，配置引腳時直接查看即可。配置引腳時直接查看即可。v 當(dāng)使用當(dāng)使用USB線與線與PC機(jī)相連后，整塊電路板都將得到供電機(jī)相連后，整塊電路板都將得到供電，若由于，若由于USB線質(zhì)量不好，會使得線路壓降過大，而導(dǎo)線質(zhì)量不好，會使得線路壓降過大，而導(dǎo)致部分電路不能穩(wěn)定工作，此時可通過致部分電路不能穩(wěn)定工作，此時可通過USB端口的直流端口的直流電源接口通過電源接口通過+5V電源適配器來進(jìn)行供電。電源適配器來進(jìn)行供電。實(shí)驗(yàn)板實(shí)驗(yàn)板BANK7BANK7使用說明使用說明v BANK7是整塊實(shí)驗(yàn)電路板的公共使用單元，由是整塊實(shí)驗(yàn)電路板的公

16、共使用單元，由2組組4-7譯碼譯碼顯示、邏輯筆、可調(diào)頻率脈沖、顯示、邏輯筆、可調(diào)頻率脈沖、8位位LED顯示、顯示、2個普通按個普通按鍵、兩個單穩(wěn)態(tài)按鍵、鍵、兩個單穩(wěn)態(tài)按鍵、8個邏輯開關(guān)及個邏輯開關(guān)及1|2|4|8Hz連續(xù)脈沖連續(xù)脈沖構(gòu)成。構(gòu)成。v 4-7譯碼顯示使用共陰數(shù)碼管，由譯碼顯示使用共陰數(shù)碼管，由CD4511譯碼后進(jìn)行數(shù)碼譯碼后進(jìn)行數(shù)碼顯示，使用時只需要在顯示，使用時只需要在8|4|2|1接線口提供接線口提供8421碼即可；碼即可；v 8位位LED使用使用74LS245作為顯示驅(qū)動，接入高電平作為顯示驅(qū)動，接入高電平LED燈亮燈亮、懸空或接入低電平、懸空或接入低電平LED熄滅；熄滅；v

17、 單脈沖按鍵采用單脈沖按鍵采用NE555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)進(jìn)行按鍵消抖，時間構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)進(jìn)行按鍵消抖，時間常數(shù)為常數(shù)為1S（即（即1秒內(nèi)按動秒內(nèi)按動2次，只能檢測到次，只能檢測到1次按鍵動作）次按鍵動作）v 邏輯開關(guān)推到上方輸出高電平，撥到下方輸出低電平。邏輯開關(guān)推到上方輸出高電平，撥到下方輸出低電平。v 邏輯筆輸入高電平或懸空時紅燈點(diǎn)亮，輸入低電平時綠燈邏輯筆輸入高電平或懸空時紅燈點(diǎn)亮，輸入低電平時綠燈點(diǎn)亮，用于測試電路邏輯狀態(tài)非常方便。點(diǎn)亮，用于測試電路邏輯狀態(tài)非常方便。補(bǔ)充說明補(bǔ)充說明v 1、74系列需要用戶接線的芯片的輸入端，都已經(jīng)通過系列需要用戶接線的芯片的輸入端，都已經(jīng)通過2K電阻下拉至

18、低電平，防止未接線時引入干擾；電阻下拉至低電平，防止未接線時引入干擾； 因此，未接線的端子默認(rèn)輸入為低電平因此，未接線的端子默認(rèn)輸入為低電平v 2、BANK1區(qū)由于含有區(qū)由于含有10級電壓比較電路，對電源電壓級電壓比較電路，對電源電壓較為敏感，若由于實(shí)驗(yàn)板上開啟的模塊過多而使電壓下較為敏感，若由于實(shí)驗(yàn)板上開啟的模塊過多而使電壓下降，基準(zhǔn)電壓會偏移，此時柱狀降，基準(zhǔn)電壓會偏移，此時柱狀LED顯示會錯亂。顯示會錯亂。 因此，請只打開所進(jìn)行實(shí)驗(yàn)部分的電源開關(guān)，關(guān)閉其他部因此，請只打開所進(jìn)行實(shí)驗(yàn)部分的電源開關(guān)，關(guān)閉其他部分的開關(guān)。分的開關(guān)。v 1. 輕拿輕放，請勿磕碰；輕拿輕放，請勿磕碰；v 2. 各

19、開關(guān)按鈕輕觸輕按，請勿大力扭曲或按壓；各開關(guān)按鈕輕觸輕按，請勿大力扭曲或按壓；v 3. 插拔連接導(dǎo)線時，捏住導(dǎo)線手柄，垂直插入或拔出，插拔連接導(dǎo)線時，捏住導(dǎo)線手柄，垂直插入或拔出，請勿側(cè)向插拔；請勿側(cè)向插拔；v 4. 連接電路時，請關(guān)閉實(shí)驗(yàn)板總電源再進(jìn)行，連接完畢連接電路時，請關(guān)閉實(shí)驗(yàn)板總電源再進(jìn)行，連接完畢檢查確認(rèn)后再開啟電源，進(jìn)行測試操作；檢查確認(rèn)后再開啟電源，進(jìn)行測試操作；v 5. 芯片損壞由指導(dǎo)老師確認(rèn)并進(jìn)行更換，切勿擅自拔插芯片損壞由指導(dǎo)老師確認(rèn)并進(jìn)行更換，切勿擅自拔插操作。操作。實(shí)驗(yàn)板使用注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)板使用注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一：組合邏輯電路實(shí)驗(yàn)賴祖亮賴祖亮 小木蟲

20、小木蟲加減運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)加減運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn) 水箱水位監(jiān)測電路實(shí)驗(yàn)水箱水位監(jiān)測電路實(shí)驗(yàn) 賴祖亮賴祖亮 小木蟲小木蟲1-1-一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜ぎ惢蜷T的邏輯功能及應(yīng)用熟悉異或門的邏輯功能及應(yīng)用 1 熟悉原碼、反碼、補(bǔ)碼的編碼原理及應(yīng)用；熟悉原碼、反碼、補(bǔ)碼的編碼原理及應(yīng)用； 2掌握組合邏輯電路的設(shè)計(jì)和分析方法。掌握組合邏輯電路的設(shè)計(jì)和分析方法。 3掌握中小規(guī)模集成邏輯器件的使用掌握中小規(guī)模集成邏輯器件的使用41、加減運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)、加減運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn) 1-1-二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理1、加減運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)、加減運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn) 由由74LS86四異或門構(gòu)成的四位原碼四異或門構(gòu)成的四位原碼/反碼發(fā)生器反碼

21、發(fā)生器 四異或門集成電路四異或門集成電路74LS86簡介簡介 進(jìn)行加法運(yùn)算時，和數(shù)信號和進(jìn)位信號幾乎是同時產(chǎn)生進(jìn)行加法運(yùn)算時，和數(shù)信號和進(jìn)位信號幾乎是同時產(chǎn)生的的（忽略進(jìn)位信號產(chǎn)生電路的短暫延遲）（忽略進(jìn)位信號產(chǎn)生電路的短暫延遲），因而可視為，因而可視為并行加法器。并行加法器。 1、加減運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)、加減運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn) 超前進(jìn)位加法器超前進(jìn)位加法器74LS283簡介簡介實(shí)驗(yàn)參考電路如下圖所示實(shí)驗(yàn)參考電路如下圖所示 v 圖中異或門作為圖中異或門作為可控反相器可控反相器，將以原變量或者反變量的，將以原變量或者反變量的形式傳遞到并行加法器。形式傳遞到并行加法器。 v 控制信號控制信號ADD/SUB連接

22、到連接到四個異或門的一個輸入端，四個異或門的一個輸入端，控制異或門作為反相器或緩控制異或門作為反相器或緩沖器，該信號還連接到并行沖器，該信號還連接到并行加法器的加法器的進(jìn)位輸入端進(jìn)位輸入端 該電路可以對該電路可以對4位有符號或無符號二進(jìn)制數(shù)作加減運(yùn)算。位有符號或無符號二進(jìn)制數(shù)作加減運(yùn)算。 1、加減運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)、加減運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn) 通過以下計(jì)算可以驗(yàn)證加法減法運(yùn)算電路的通過以下計(jì)算可以驗(yàn)證加法減法運(yùn)算電路的運(yùn)算過程。運(yùn)算過程。v （1）設(shè)）設(shè)A=(1001)2、B=(-0011)2，將，將A、B分別用分別用5位原位原碼表示，試求碼表示，試求A+B的值。的值。 v （2）設(shè)）設(shè)A=(0100)2、B

23、=(-0111)2，將，將A、B分別用分別用5位原位原碼表示，試求碼表示，試求A+B的值。的值。0110 （ 舍棄 ）反相器輸入 （B ）0011110010011100 + 1反相器輸入 （B）0111100001001000+ 1反相器輸出 （ B ）反相器輸出 （ B ）11010011111011110111011求補(bǔ)A+ B補(bǔ)求結(jié)果為正即A + B補(bǔ)=A + B原=00110 由此可得A + B =（0110）2A + B補(bǔ)求結(jié)果為負(fù)1=即A + B補(bǔ)=A+ B原=10011 由此可得A + B =（-0011）2補(bǔ)解（1）：解（2）：01、加減運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)、加減運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn) v 使

24、用異或門設(shè)計(jì)一個四位的原碼和反碼發(fā)生器，將測試使用異或門設(shè)計(jì)一個四位的原碼和反碼發(fā)生器，將測試結(jié)果填入下表中；結(jié)果填入下表中；1-1-三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求1、加減運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)、加減運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn) v 測試測試4位超前進(jìn)位加法器位超前進(jìn)位加法器74LS283的邏輯功能；的邏輯功能；v 用集成四異或門電路用集成四異或門電路74LS86和四位超前進(jìn)位加法器和四位超前進(jìn)位加法器74LS283設(shè)計(jì)一個四位加減法運(yùn)算電路。要求：寫出設(shè)設(shè)計(jì)一個四位加減法運(yùn)算電路。要求：寫出設(shè)計(jì)過程，畫出設(shè)計(jì)電路，計(jì)算以下習(xí)題，驗(yàn)證加減法運(yùn)計(jì)過程，畫出設(shè)計(jì)電路，計(jì)算以下習(xí)題，驗(yàn)證加減法運(yùn)算電路結(jié)果。算電路結(jié)果。

25、v （1）設(shè)）設(shè)A=(1101)2、B=(-0110)2，將，將A、B分別用分別用5位原位原碼表示碼表示 ，試求，試求A+B的值的值v （2）設(shè)）設(shè)A=(0110)2、B=(-1100)2，將，將A、B分別用分別用5位原位原碼表示，試求碼表示，試求A+B的值。的值。 252022-6-141、加減運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)、加減運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn) 1-1-四、實(shí)驗(yàn)接線說明四、實(shí)驗(yàn)接線說明1、加減運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)、加減運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn) 接燈，用來接燈，用來觀察觀察ADD/SUB的電平狀態(tài)的電平狀態(tài)異或門原異或門原/反碼輸出反碼輸出測試端，測試端，接燈觀察接燈觀察接邏輯開接邏輯開關(guān)，為電關(guān)，為電路提供輸路提供輸入電平入電平2

26、-2-一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜づc非邏輯門、譯碼器、和優(yōu)先編碼器熟悉與非邏輯門、譯碼器、和優(yōu)先編碼器1掌握七段顯示譯碼器掌握七段顯示譯碼器74LS48（CD4511） 2掌握優(yōu)先編碼器掌握優(yōu)先編碼器74LS147 32、水箱水位監(jiān)測電路實(shí)驗(yàn)、水箱水位監(jiān)測電路實(shí)驗(yàn) 2-2-二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理2、水箱水位監(jiān)測電路實(shí)驗(yàn)、水箱水位監(jiān)測電路實(shí)驗(yàn) 優(yōu)先編碼器優(yōu)先編碼器74LSl4774LSl47是將是將相應(yīng)相應(yīng)輸入輸入通道的輸入轉(zhuǎn)換通道的輸入轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的成對應(yīng)的BCD代碼輸出的二代碼輸出的二-十進(jìn)制編碼器。十進(jìn)制編碼器。低電平輸入有效，反碼輸出低電平輸入有效，反碼輸出。優(yōu)先編碼器優(yōu)先編碼器74LS

27、l47邏輯功能簡介邏輯功能簡介六非門集成電路六非門集成電路74LS04 六非門集成電路六非門集成電路74LS04簡介簡介 v 做反相器使用做反相器使用v 用以將用以將74LS147的反碼的反碼輸出變換為原碼輸出輸出變換為原碼輸出2、水箱水位監(jiān)測電路實(shí)驗(yàn)、水箱水位監(jiān)測電路實(shí)驗(yàn) 7段顯示譯碼器段顯示譯碼器74LS48/CD4511邏輯功能簡介邏輯功能簡介 為燈測試輸入。為燈測試輸入。LT / 是雙重功能端口，是雙重功能端口， 為滅燈輸入；為滅燈輸入； 為滅零輸出為滅零輸出BIORBIRB， 為滅零輸入。是專為多位數(shù)字顯示時滅掉不需要顯示的為滅零輸入。是專為多位數(shù)字顯示時滅掉不需要顯示的0而設(shè)定的，

28、而設(shè)定的，2、水箱水位監(jiān)測電路實(shí)驗(yàn)、水箱水位監(jiān)測電路實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)板上板上已經(jīng)已經(jīng)連接連接輸入輸入8421碼碼2、水箱水位監(jiān)測電路實(shí)驗(yàn)、水箱水位監(jiān)測電路實(shí)驗(yàn) 7段顯示數(shù)碼管功能簡介段顯示數(shù)碼管功能簡介2、水箱水位監(jiān)測電路實(shí)驗(yàn)、水箱水位監(jiān)測電路實(shí)驗(yàn) v 七段顯示譯碼器七段顯示譯碼器74LS48（CD4511）邏輯功能測試）邏輯功能測試 v 二二-十進(jìn)制高位優(yōu)先編碼器十進(jìn)制高位優(yōu)先編碼器74LSl47邏輯功能測試邏輯功能測試 v 用用 74LS04、74LS147、CD4511和數(shù)碼管設(shè)計(jì)一個水箱和數(shù)碼管設(shè)計(jì)一個水箱水位監(jiān)測顯示電路水位監(jiān)測顯示電路 （1）顯示分辨率以整數(shù)米（）顯示分辨率以整數(shù)米（m）為單位，要求寫出設(shè)計(jì)過）為單位，要求寫出設(shè)計(jì)過程，畫出邏輯電路。程，畫出邏輯電路。 （2）在實(shí)驗(yàn)板上連接顯示電路，用板載電位器替代水箱）在實(shí)驗(yàn)板上連接顯示電路，用板載電位器替代水箱水位監(jiān)測探頭。調(diào)節(jié)電位器，觀察柱狀水位監(jiān)測探頭。調(diào)節(jié)電位器，觀察柱狀LED的點(diǎn)亮位置及的點(diǎn)亮位置及數(shù)碼管的對應(yīng)顯示數(shù)值，驗(yàn)證電路功能。數(shù)碼管的對應(yīng)顯示數(shù)值，驗(yàn)證電路功能。2-2-三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2、水箱水位監(jiān)測電路實(shí)驗(yàn)、水箱水位監(jiān)測電路實(shí)驗(yàn) 2-2-四