組合邏輯電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告-廣工自動(dòng)化

廣東工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院自動(dòng)化13級(jí)2班姓名：xxx學(xué)號(hào)：3113000xxx實(shí)驗(yàn)日期：2015年5月18日實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：實(shí)二212可編程邏輯器件FPGA實(shí)驗(yàn)一組合邏輯電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆兆g碼器、數(shù)據(jù)選擇器等中規(guī)模數(shù)字集成器件的邏輯功能及使用方法熟悉組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法了解數(shù)字可編程器件的應(yīng)用設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)QUARTUS軟件的基本使用方法二．實(shí)驗(yàn)器材1、軟件：QUARTUSII2、硬件：DE-2實(shí)驗(yàn)板，PC機(jī)三．實(shí)驗(yàn)原理1.3-8譯碼器原理：輸入3位二進(jìn)制代碼表示的信息轉(zhuǎn)換為8條數(shù)據(jù)線來表示的一種形式，用該信息表示的獨(dú)立性和唯一性對(duì)功能電路作出恰當(dāng)?shù)倪x擇，對(duì)應(yīng)一條輸出線上的高、低電平信號(hào)。2.八選一MUX原理：通過地址輸入端對(duì)數(shù)據(jù)輸入端的組合形式（最小項(xiàng)）進(jìn)行選擇，選出一個(gè)數(shù)據(jù)到達(dá)數(shù)據(jù)輸出端。四．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用74138設(shè)計(jì)一個(gè)用三個(gè)開關(guān)控制一個(gè)電燈的邏輯電路。要求改變?nèi)魏我粋€(gè)開關(guān)的狀態(tài)都能控制電燈由亮變滅或由滅變亮。步驟：1.組合電路的設(shè)計(jì)：以A、B、C表示三個(gè)雙位開關(guān)，并用0和1分別表示開關(guān)的兩個(gè)狀態(tài)。以Y表示燈的狀態(tài)，用1表示亮，用0表示滅。設(shè)ABC=000時(shí)Y=0，從這個(gè)狀態(tài)開始，單獨(dú)改變?nèi)魏我粋€(gè)開關(guān)的狀態(tài)Y的狀態(tài)都變化。列出Y與A、B、C之間邏輯關(guān)系的真值表如下：ABCY00000011010101101001101011001111從真值表寫出邏輯式：Y=A’B’C+A’BC’+AB’C’+ABC=m(1,2,4,7)。（2）原理圖（3）功能仿真波形（4）時(shí)序仿真波形用八選一MUX設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)發(fā)生器電路，功能如下圖示：S1S0Y00011011+由功能表寫出邏輯式Y(jié)=S1’S0’AB+S1’S0A’B+S1’S0AB’+S1S0’(A’B’+AB)+S1S0(A’+B’)將要求產(chǎn)生的函數(shù)式化為與數(shù)據(jù)選擇器輸出函數(shù)式完全對(duì)應(yīng)的形式，得到74HC151的輸入為A2=S0，A1=B，A0=A，D0=D7=S1，D1=D2=D4=0，D3=D5=D6=1。原理圖功能仿真波形時(shí)序仿真波形五．實(shí)驗(yàn)總結(jié)實(shí)驗(yàn)故障及解決方法在設(shè)計(jì)過程中，工程的名字使用了芯片的名字，在編譯過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，無法進(jìn)行仿真，通過修改工程的名字消除了這個(gè)錯(cuò)誤；不能正常加載在DE-Ⅱ板上，PC機(jī)無法連接到實(shí)驗(yàn)板，通過更換實(shí)驗(yàn)板，成功加載程序。實(shí)驗(yàn)體會(huì)該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程及仿真過程不是很難，較為順利的完成原理圖，在這過程中也對(duì)quartus這個(gè)軟件有了一定程度的了解。在將設(shè)計(jì)的電路加載到實(shí)驗(yàn)板時(shí)，遇到一些障礙，因?yàn)閷?duì)實(shí)驗(yàn)板不熟悉及實(shí)驗(yàn)板的問題，沒辦法正常加載程序，最后更換實(shí)驗(yàn)板后得到清晰的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。六．思考題如何用MUX實(shí)現(xiàn)燈控電路？答:將A、B、C三個(gè)開關(guān)分別接到芯片的公共地址輸入端A、B、C，將8個(gè)對(duì)應(yīng)的Y值接到8個(gè)數(shù)據(jù)輸入端，從而實(shí)現(xiàn)用MUX實(shí)現(xiàn)燈控電路。如何用四選一MUX實(shí)現(xiàn)函數(shù)發(fā)生器？答：可以使用兩片帶附加控制端的四選一MUX組成一片八選一MUX，因?yàn)樗倪x一MUX只有兩個(gè)地址輸入端，A、B分別接到地址輸入端A、B，S0需要接到第一片控制端S’，通過非門接到第二片的控制端，