数字逻辑实验指导书(multisim)

数字逻辑实验指导书(multisim)(精)

实验一集成电路的逻辑功能测试一、实验目的1、掌握Multisim软件的使用方法。

2、掌握集成逻辑门的逻辑功能。

3、掌握集成与非门的测试方法。

二、实验原理TTL集成电路的输入端和输出端均为三极管结构,所以称作三极管、三极管逻辑电路(Transistor -Transistor Logic 简称TTL电路。

54 系列的TTL电路和74 系列的TTL电路具有完全相同的电路结构和电气性能参数。

所不同的是54 系列比74 系列的工作温度范围更宽,电源允许的范围也更大。

74 系列的工作环境温度规定为0—700C,电源电压工作范围为5V±5%V,而54 系列工作环境温度规定为-55—±1250C,电源电压工作范围为5V±10%V。

54H 与74H,54S 与74S 以及54LS 与74LS 系列的区别也仅在于工作环境温度与电源电压工作范围不同,就像54 系列和74 系列的区别那样。

在不同系列的TTL 器件中,只要器件型号的后几位数码一样,则它们的逻辑功能、外形尺寸、引脚排列就完全相同。

TTL 集成电路由于工作速度高、输出幅度较大、种类多、不易损坏而使用较广,特别对我们进行实验论证,选用TTL 电路比较合适。

因此,本实训教材大多采用74LS(或74系列TTL 集成电路,它的电源电压工作范围为5V±5%V,逻辑高电平为“1”时≥2.4V,低电平为“0”时≤0.4V。

它们的逻辑表达式分别为:图1.1 分别是本次实验所用基本逻辑门电路的逻辑符号图。

图1.1 TTL 基本逻辑门电路与门的逻辑功能为“有0 则0,全1 则1”;或门的逻辑功能为“有1则1,全0 则0”;非门的逻辑功能为输出与输入相反;与非门的逻辑功能为“有0 则1,全1 则0”;或非门的逻辑功能为“有1 则0,全0 则1”;异或门的逻辑功能为“不同则1,相同则0”。

三、实验设备1、硬件:计算机2、软件:Multisim四、实验内容及实验步骤1、基本集成门逻辑电路测试 (1测试与门逻辑功能74LS08是四个2输入端与门集成电路(见附录1,请按下图搭建电路,再检测与门的逻辑功能,结果填入下表中。

multisim教程实验指导书第一章

multisim教程实验指导书第⼀章第⼀章 Multisim7基本操作1.1 Multisim7基本操作图1-11.1.2 ⽂件基本操作与Windows 常⽤的⽂件操作⼀样，Multisim7中也有：New--新建⽂件、Open--打开⽂件、Save--保存⽂件、Save As--另存⽂件、Print--打印⽂件、Print Setup--打印设置和Exit--退出等相关的⽂件操作。

以上这些操作可以在菜单栏File ⼦菜单下选择命令，也可以应⽤快捷键或⼯具栏的图标进⾏快捷操作。

1.1.3 元器件基本操作常⽤的元器件编辑功能有：90 Clockwise--顺时针旋转90?、90 CounterCW--逆时针旋转90?、Flip Horizontal--⽔平翻转、Flip Vertical--垂直翻转、Component Properties--元件属性等。

这些操作可以在菜单栏Edit ⼦菜单下选择命令，或⽤Edit ⼦菜单右边显⽰的快捷键进⾏快捷操作，也可以选中元器件后右击⿏标选择相应命令。

例对三极管操作如图1-2所⽰：图1-21.1.4 ⽂本基本编辑对⽂字注释⽅式有两种：直接在电路⼯作区输⼊⽂字或者在⽂本描述框输⼊⽂字，两种操作⽅式有所不同。

1. 电路⼯作区输⼊⽂字单击Place / Text 命令或使⽤Ctrl+T 快捷操作，然后⽤⿏标单击需要输⼊⽂字的位置，输⼊需要的⽂字。

⽤⿏标指向⽂字块，单击⿏标右键，在弹出的菜单中选择Color 命令，选择需要的颜⾊。

双击⽂字块，可以随时修改输⼊的⽂字。

2. ⽂本描述框输⼊⽂字利⽤⽂本描述框输⼊⽂字不占⽤电路窗⼝，可以对电路的功能、实⽤说明等进⾏详细的说明，可以根据需要修改⽂字的⼤⼩和字体。

单击View/ Circuit Description Box 命令或使⽤快捷操作Ctrl+D ，打开电路⽂本描述框，如图1-3所⽰，在其中输⼊需要说明的⽂字，可以保存和打印输⼊的⽂本。

[工学]数字逻辑实验指导书

《数字逻辑实验指导书》实验一组合逻辑电路分析与设计一、实验目的：1、掌握PLD实验箱的结构和使用；2、学习QuartusⅡ软件的基本操作；3、掌握数字电路逻辑功能测试方法；4、掌握实验的基本过程和实验报告的编写。

二、原理说明：组合电路的特点是任何时刻的输出信号仅取决于该时刻的输入信号，而与信号作用前电路的状态无关。

(一)组合电路的分析步骤：（二）组合逻辑电路的设计步骤首先根据给定的实际问题进行逻辑抽象，确定输入、输出变量，并进行状态赋值，再根据给定的因果关系，列出逻辑真值表。

然后用公式法或卡诺图法化简逻辑函数式，以得到最简表达式。

最后根据给定的器件画出逻辑图。

三、实验内容(一)组合逻辑电路分析：1.写出函数式，画出真值表；2.在QuartusⅡ环境下用原理图输入方式画出原理图，并完成波形仿真；3.将电路设计下载到实验箱并进行功能验证，说明其逻辑功能。

（必做）(二)1. 设计一个路灯的控制电路，要求在四个不同的路口都能独立地控制路灯的亮灭。

(用异或门实现)画出真值表，写出函数式，画出实验逻辑电路图。

在Quartus Ⅱ环境下实现设计，完成对波形的仿真，并将设计下载到实验箱并进行功能验证。

（必做）要求：用四个按键开关作为四个输入变量；用一个LED 彩灯（发光二极管）来显示输出的状态，“灯亮”表示输出为“高电平”，“灯灭”表示输出为“低电平”。

2. 设计一个保密锁电路，保密锁上有三个键钮A 、B 、C 。

要求当三个键钮同时按下时，或A 、B 两个同时按下时，或按下A 、B 中的任一键钮时，锁就能被打开；而当不符合上列组合状态时，将使电铃发出报警响声。

试设计此电路，列出真值表，写出函数式，画出最简的实验电路。

(用最少的与非门实现)。

在Quartus Ⅱ环境下实现设计，完成对波形的仿真，并将设计下载到实验箱并进行功能验证。

（选做）(注：取A 、B 、C 三个键钮状态为输入变量，开锁信号和报警信号为输出变量，分别用F 1用F 2表示。

数字逻辑实验指导书(multisim)

实验一集成电路的逻辑功能测试一、实验目的1、掌握Multisim软件的使用方法。

2、掌握集成逻辑门的逻辑功能。

3、掌握集成与非门的测试方法。

二、实验原理TTL集成电路的输入端和输出端均为三极管结构，所以称作三极管、三极管逻辑电路（Transistor -Transistor Logic ）简称TTL电路。

54 系列的TTL电路和74 系列的TTL电路具有完全相同的电路结构和电气性能参数。

所不同的是54 系列比74 系列的工作温度范围更宽，电源允许的范围也更大。

74 系列的工作环境温度规定为0—700C，电源电压工作范围为5V±5%V，而54 系列工作环境温度规定为-55—±1250C，电源电压工作范围为5V±10%V。

54H 与74H,54S 与74S 以及54LS 与74LS 系列的区别也仅在于工作环境温度与电源电压工作范围不同，就像54 系列和74 系列的区别那样。

在不同系列的TTL 器件中，只要器件型号的后几位数码一样，则它们的逻辑功能、外形尺寸、引脚排列就完全相同。

TTL 集成电路由于工作速度高、输出幅度较大、种类多、不易损坏而使用较广，特别对我们进行实验论证，选用TTL 电路比较合适。

因此，本实训教材大多采用74LS(或74)系列TTL 集成电路，它的电源电压工作范围为5V±5%V，逻辑高电平为“1”时≥2.4V，低电平为“0”时≤0.4V。

它们的逻辑表达式分别为：图1.1 分别是本次实验所用基本逻辑门电路的逻辑符号图。

图1.1 TTL 基本逻辑门电路与门的逻辑功能为“有0 则0，全1 则1”；或门的逻辑功能为“有1则1，全0 则0”；非门的逻辑功能为输出与输入相反；与非门的逻辑功能为“有0 则1，全1 则0”；或非门的逻辑功能为“有1 则0，全0 则1”；异或门的逻辑功能为“不同则1，相同则0”。

三、实验设备1、硬件：计算机2、软件：Multisim四、实验内容及实验步骤1、基本集成门逻辑电路测试（1）测试与门逻辑功能74LS08是四个2输入端与门集成电路（见附录1），请按下图搭建电路，再检测与门的逻辑功能，结果填入下表中。

数字逻辑实验指导书(第二部分)详解

实验八基于Quartus Ⅱ的原理图设计一、实验目的1、掌握Quartus II 集成开发环境软件原理图输入的设计流程；2、掌握74390的工作原理，学会通过Quartus II 建立原理图设计小型数字电路；3、掌握对设计进行编译、仿真的方法。

二、实验原理运用Quartus Ⅱ的原理图设计方法设计如图1-1 所示的两位十进制计数器，并对1-1 所示的十进制计数器进行功能仿真，最后生成一个独立元件。

图 1-1 两位十进制计数器原理图74390 是一个两位双计数器，其真值表见表 1-1 。

图 1-1 中的 74390 连接成两个独立的十进制计数器，计数脉冲 CLK 和使能信号 ENB 通过与门进入 74390 计数器“1”端的时钟输入 1CLK ，当 ENB 为“1”时允许计数，当 ENB 为“0”时禁止计数。

计数器 1 的 4 位输出 q[3]、q[2]、q[1]和 q[0]并行总线表示方式即 q[3..0]，由 q[1]和 q[2]通过反相器取反后与 q[0]和 q[3]通过四输入的与门构成进位信号，即当计数到 9(1001)时输出进位信号 COUNT0； COUNT0 信号进入第二个计数器的 2CLKA 端进行计数，第二个计数器的 4 位输出信号q[7]、 q[6]、 q[5]和 q[4] 并行总线表示方式即 q[7..4]，由 q[5]和 q[6]通过反相器取反后与 q[4]和 q[7] 连同 COUNT0 通过 6 输入的与门构成总的进位信号COUNT1，即当计数到99(10011001)时输出进位信号 COUNT1 。

0 0 1 0 1 50 0 1 1 0 60 0 1 1 1 70 1 0 0 0 80 1 0 0 1 9注 A：对于 BCD（十进）计数，输出 QA 连到输入 B 计数；注 B：对于 5—2 进制计数，输出 QD 连到输入 A 计数。

三、实验设备1、硬件：计算机2、软件：Quartus Ⅱ软件四、实验内容及实验步骤1．工程项目的建立（1）新建一个文件夹作为工程项目的目录一般要求不同的设计项目最好放在不同的文件夹，而同一工程的所有文件都必须放在同以文件夹中，所有文件夹和工程文件的名称都是英文字母，不要用中文，比如E：\EDA\Sample。

实验指导书(电路分析multisim)

对于上述零状态响应、零输入响应和全响应的过程，uC (t)和iC (t)的波形只有用长余辉示波器才能直接显示出来，普通示波器难于观察。
如用方波信号源激励，RC 电路的方波响应，在电路的时间常数远小于方波周期时，前
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半周期激励作用时的响应就是零状态响应，得到电容充电曲线；而后半周期激励为 0，相当
容量大小就代表时间常数的大小。如图 3 所示给出了电容容量较小时， C = 100μF 时，电
容的充放电波形，该波形近似为矩形波，充放电加快，上升沿和下降沿变陡。
4.2 二阶电路的过渡过程 1 创建电路：从元器件库中选择电压源、电阻、电容、电感、单刀双掷开关和虚拟示波器，创建二阶电路如图 4 所示。
R1
1kHz
10Ω
0°
图 1 串联谐振电路 2、电路的幅频特性：单击运行（RUN）按钮，双击频率特性仪XBP1 图标，在Mode选项组中单击Magnitude（幅频特性）按钮，可得到该电路的幅频特性，如图 2 所示。从图中所知，电路在谐振频率f0处有个增益极大值，而在其他频段增益大大下降。需要说明的是，电路的谐振频率只与电路的结构和元件参数有关，与外加电源的频率无关。本处电路所选的电源频率为 1kHz，若选择其他频率，幅频特性不变。
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切换开关，就能得到电容的充放电波形
图 3 电容容量较小时的充放电波形
说明： 1 当开关停留在触点 1 时，电源一直给电容充电，电容充到最大值 12V，如图 2 中电容充放电波形的开始阶段。 2 仿真时，电路的参数大小选择要合理，电路的过渡过程快慢与时间常数大小有关，时间常数越大，则过渡过程越慢；时间常数越小，则过渡过程越快。电路中其他参数不变时，电容
R
R
(自由分量)

Multisim数字逻辑转换实验

实验1 Multisim数字逻辑转换实验一、实验目的1、通过实验学习使用逻辑转换仪化简逻辑函数的方法。

2、通过实验学习使用逻辑转换仪分析逻辑图的方法。

二、实验设备计算机1台三、实验原理Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

非常适合数字电路的仿真分析，并且提供了功能丰富的虚拟仪器和元件。

其提供的虚拟数字逻辑转换仪可对8个逻辑变量的任意逻辑关系进行分析、化简、转换，非常适合简单数字电路的分析与设计，逻辑转换仪见图1-1所示。

数字逻辑转换仪可通过表达式输入框接受文本输入的逻辑关系表达式，式中逻辑变量名称限定为A、B、C、D、E、F、G、H共8个，其中A为最高位，H为最低位。

逻辑转换仪的输出为Out，逻辑关系中逻辑非用“’”来表示。

逻辑转换仪提供6种转换功能，见图1右侧，从上到下依次是：逻辑图转换成真值表功能；真值表转换成逻辑表达式功能；真值表转换成最简逻辑表达式功能；逻辑表达式转换成真值表功能；逻辑表达式转换成逻辑图功能；逻辑表达式转换成仅由与非门构成的逻辑图功能。

本实验将使用这些功能实现基本逻辑电路的分析与设计。

图1-1 逻辑转换仪四、实验内容1、逻辑函数的化简在表达式输入框中输入需化简的逻辑函数，并点击逻辑表达式转换成真值表功能按钮，并将转化结果记录在表1-1中。

逻辑函数如下：R=AB’CD’+A’E+BE’+CD’E表1-1 逻辑函数转换成成指标结果使用真值表转换成化简后逻辑表达式功能，并记录化简结果。

化简后R=A’E+AB’CD’+BE使用表达式转换成逻辑图功能，生成化简后R的逻辑图，并记录.使用表达式转换为仅由与非门构成的逻辑图功能，生成化简后R的逻辑图，并记录。

2、逻辑图的分析图1-2 逻辑图分析连接图1、实验逻辑图如图1-2，在Multisim数字器件库中，找到74LS138D和74LS10D，按图连接。

数字电路实验Multisim仿真完整版

数字电路实验M u l t i s i m仿真HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】实验一逻辑门电路一、与非门逻辑功能的测试74LS20（双四输入与非门）仿真结果二、门）三、与或非门逻辑功能的测试四、现路；一、分析半加器的逻辑功能二.74LS138接成四线-十六线译码器 00000001011110001111（2）用一片74LS153接成两位四选一数据选择器；（3）用一片74LS153一片74LS00和接成一位全加器（1）设计一个有A 、B 、C 三位代码输入的密码锁（假设密码是011），当输入密码正确时，锁被打开（Y 1=1），如果密码不符，电路发出报警信号（Y 2=1）。

以上四个小设计任做一个，多做不限。

还可以用门电路搭建实验三触发器及触发器之间的转换1. D 触发器逻辑功能的测试(上升沿)2. JK 触发器功能测试（下降沿）Q=0Q=0略3. 思考题：（1）（2）（3）略实验四寄存器与计数器1.右移寄存器（74ls74 为上升沿有效）位异步二进制加法，减法计数器（74LS112 下降沿有效）也可以不加数码显示管3.设计性试验（1）74LS160设计7进制计数器（74LS160 是上升沿有效，且异步清零，同步置数）若采用异步清零：若采用同步置数：（2）74LS160设计7进制计数器略（3）24进制83进制注意：用74LS160与74LS197、74LS191是完全不一样的实验五 555定时器及其应用1.施密特触发器输入电压从零开始增加：输入电压从5V开始减小：2.单稳态触发器3.多谢振荡。