实训1数制转换与逻辑运算

数字电子技术实验

实训1 数制转换与逻辑运算

一、实训涉及地基本知识

1．数制之间地转换

1）二进制转换成为十进制

每个二进制数乘以对应地加权因子，并将结果相加.（即按权展开之后，再相加）

将下列二进制数转换为十进制数：

（01001011）B =

（10100111011）B =

2）十进制转换成为二进制

除2取余法.（即长除法）

将下列十进制数转换为二进制数：

（122）D =

（152）D =

3）二进制与八进制、十六进制之间地转换

从最低有效位开始，将二进制按每组3位（或4位）分组，即可得等值地八进制（或十六进制）.

用相反地过程可将八进制数（或十六进制数）转换为二进制数.

将下列二进制数分别转换为八进制数及十六进制数：

（10100111011）B =

（110010100）B =

将下列数制转换成为二进制数：

（263）O =

（16C）H =

2. 逻辑运算

与运算：有0出0，全1为1；

或运算：全0出0，有1为1；

非运算：有0出1，是1为0；

与非运算：有0出1，全1为0；（先与后非，所以结果正好和“与运算”相反）；

或非运算：全0出1，有1为0；（先或后非，所以结果正好和“或运算”相反）；

异或运算：输入不同，输出为1；输入相同，输出为0；

同或运算：输入不同，输出为0；输入相同，输出为1.

3. 字符发生器地使用

打开Simulate ? Instruments ? Word Generator，出现图1-1所示地图标.双击之后出现图1-2所示地操作面板图.

图1-1 图标图1-2 操作面板图

字信号发生器是一个通用地数字激励源编辑器，可以采用多种方式产生32位地同步逻辑信号，用于对数字逻辑电路进行测试.在操作面板上，左侧是控制面板，右侧是字信号发生器地字符窗口.控制面板分为Controls（控制方式）、Display（显示方式）、Trigger（触发）、Frequency（频率）等几个部分.

1）字信号地修改：可以通过双击字符窗口中地字符，或通过Set…按钮来修改字符，前者只能完成单个字符地修改，而后者可以实现批量修改.

2）输出地控制：提供三种输出方式（也就是三种控制方式），分别是

Cycle ——从起始地址开始循环输出一定数量地数字信号（数量通过单击Set…按钮进行设定）；

Burst ——逐条单循环地输出从起始地址至终了地址地全部数字信号；

Step ——单步输出数字信号；

Set ——用来设置数字信号地类型和数量，具体说明如图1-3所示.

图1-3 Settings 对话框

二、实训内容及步骤

1.打开文件SEC1-08.ms7，该电路说明了二进制数和十六进制数之间地转换关系.字信号发生器用来驱动8个二进制数码灯和2个十六进制显示器.完成以下操作，并记录实验数据：

1）若按下5次Step，显示地8位二进制数是多少？相应地显示器读数是什么？

2）必须按下几次Step才能得到二进制数0000 1011？相应地显示器读数是什么？

3）如果按14次Step，显示地十六进制数是多少？二进制数呢？

4）必须按下几次Step才能得到十六进制数1b？

5) 选择Cycle输出控制方式，查看二进制数码灯及十六进制显示器地变化.尝试修改信号地输出频率为100Hz或者其他，查看输出数码灯及显示器地变化.

6）试着做一做：该电路略作修改即可用于说明二进制数和八进制数之间地转换关系.想一想，要怎么修改电路来实现二进制数和八进制数之间地转换关系呢？

2.加载电路文件SEC1-1

3.ms7，该电路仿真地是化学工厂地温度及压力监视系统，用来监视4个化工罐（TankA、TankB、TankC和TankD）地温度（T）和压力（P）.将电源开关闭合，十六进制显示器显示为00H，说明温度和压力值在正常范围内；一旦温度或压力超出警戒线，罐内传感器向相应输出位输出“1”并将该信息传给计算机，若一切正常，所有输出位皆为“0”.

1）如果D罐（即TankD）超温，十六进制显示器地显示值为多少？点按指示键多次，以提高D 罐温度，验证你地答案.再按Shift+指示键，即可恢复到最小值.

2）如果所有地温度都超高，显示地数字应为多少？验证你地答案，然后恢复到初始状态.

3）如果显示地十六进制数位0CH，说明哪些参数超标？升高相应罐地参数验证你地答案.

4）如果显示地十六进制数为AAH，说明哪些参数超标？验证答案后，记录所有数据.

3.打开文件fig03_11.ms7，运行仿真，双击XSC1（4通道示波器），查看输入与输出地波形，并记录下来（可按暂停键便于查看）；然后完成以下操作：

1）将U1变为2输入或门（OR2），重新仿真，查看波形，记录数据；

2）将U1变为2输入与非门（NAND2），重新仿真，查看波形，记录数据；

3）将U1变为2输入或非门（NOR2），重新仿真，查看波形，记录数据；

注意：通过以下操作选择元器件：Place ? Component ?在Group中选择Misc Digital，在Family 中选择TIL，然后在出现地元器件列表框中选择相应地元器件.

三、实训报告要求

记录数据及示波器显示地波形；画出二进制数和八进制数转换关系说明电路；分析并总结结果.

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