数字电路与系统设计实验报告
哈工大数字逻辑电路与系统实验报告

哈工大数字逻辑电路与系统实验报告引言本实验旨在通过对数字逻辑电路与系统的学习与实践,加深对数字逻辑电路原理和应用的理解,掌握数字逻辑电路实验的设计与调试方法。
本报告将详细介绍实验步骤、实验结果以及实验心得体会。
实验目的1.掌握基本的数字逻辑电路设计方法;2.熟悉数字逻辑电路的布线和调试方法;3.学会使用EDA软件进行数字逻辑电路的仿真和验证。
实验器材•FPGA开发板•EDA软件实验过程实验一:逻辑门的基本控制本实验采用FPGA开发板进行实验,以下是逻辑门的基本控制步骤:1.打开EDA软件,新建工程;2.选择FPGA开发板型号,并进行相应配置;3.在原理图设计界面上,依次放置与门、或门、非门和异或门,并连接输入输出引脚;4.面向测试向量实现逻辑门的控制和数据输入;5.运行仿真并进行调试。
实验二:数字逻辑电路实现本实验以4位全加器为例,进行数字逻辑电路的实现,以下是实验步骤:1.打开EDA软件,新建工程;2.选择FPGA开发板型号,并进行相应配置;3.在原理图设计界面上,放置输入引脚、逻辑门和输出引脚,并进行连接;4.根据全加器的真值表,设置输入信号,实现加法运算;5.运行仿真并进行调试。
实验三:数字逻辑电路的串联与并联本实验旨在通过对数字逻辑电路的串联与并联实现,加深对逻辑门的理解与应用。
以下是实验步骤:1.打开EDA软件,新建工程;2.选择FPGA开发板型号,并进行相应配置;3.在原理图设计界面上,放置多个逻辑门,并设置输入输出引脚;4.进行逻辑门的串联与并联连接;5.根据逻辑门的真值表,设置输入信号,进行运算;6.运行仿真并进行调试。
实验结果经过实验测试,实验结果如下:1.实验一:逻辑门的基本控制–与门的功能得到实现;–或门的功能得到实现;–非门的功能得到实现;–异或门的功能得到实现。
2.实验二:数字逻辑电路实现–4位全加器的功能得到实现;–正确进行了加法运算。
3.实验三:数字逻辑电路的串联与并联–逻辑门的串联与并联功能得到实现;–通过逻辑门的串联与并联,实现了复杂的逻辑运算。
数字电子技术 实验报告

实验一组合逻辑电路设计与分析1.实验目的(1)学会组合逻辑电路的特点;(2)利用逻辑转换仪对组合逻辑电路进行分析与设计。
2.实验原理组合逻辑电路是一种重要的数字逻辑电路:特点是任何时刻的输出仅仅取决于同一时刻输入信号的取值组合。
根据电路确定功能,是分析组合逻辑电路的过程,一般按图1-1所示步骤进行分析。
图1-1 组合逻辑电路的分析步骤根据要求求解电路,是设计组合逻辑电路的过程,一般按图1-2所示步骤进行设计。
图1-2 组合逻辑电路的设计步骤3.实验电路及步骤(1)利用逻辑转换仪对已知逻辑电路进行分析。
a.按图1-3所示连接电路。
b.在逻辑转换仪面板上单击由逻辑电路转换为真值表的按钮和由真值表导出简化表达式后,得到如图1-4所示结果。
观察真值表,我们发现:当四个输入变量A,B,C,D中1的个数为奇数时,输出为0,而当四个输入变量A,B,C,D 中1的个数为偶数时,输出为1。
因此这是一个四位输入信号的奇偶校验电路。
图1-4 经分析得到的真值表和表达式(2)根据要求利用逻辑转换仪进行逻辑电路的设计。
a.问题提出:有一火灾报警系统,设有烟感、温感和紫外线三种类型不同的火灾探测器。
为了防止误报警,只有当其中有两种或两种以上的探测器发出火灾探测信号时,报警系统才产生报警控制信号,试设计报警控制信号的电路。
b.在逻辑转换仪面板上根据下列分析出真值表如图1-5所示:由于探测器发出的火灾探测信号也只有两种可能,一种是高电平(1),表示有火灾报警;一种是低电平(0),表示正常无火灾报警。
因此,令A、B、C分别表示烟感、温感、紫外线三种探测器的探测输出信号,为报警控制电路的输入、令F 为报警控制电路的输出。
图1-5 经分析得到的真值表(3)在逻辑转换仪面板上单击由真值表到处简化表达式的按钮后得到最简化表达式AC+AB+BC。
4.实验心得通过本次实验的学习,我们复习了数电课本关于组合逻辑电路分析与设计的相关知识,掌握了逻辑转换仪的功能及其使用方法。
数字系统设计综合实验报告

数字系统设计综合实验报告1)实验目的复习加法器的分类及工作原理。
掌握用图形法设计半加器的方法。
掌握用元件例化法设计全加器的方法。
掌握用元件例化法设计多位加法器的方法。
掌握用Verilog HDL语言设计多位加法器的方法。
学习运用波形仿真验证程序的正确性。
学习定时分析工具的使用方法。
2)实验原理加法器是能够实现二进制加法运算的电路,是构成计算机中算术运算电路的基本单元。
目前,在数字计算机中,无论加、减、乘、除法运算,都是化为若干步加法运算来完成的。
加法器可分为1位加法器和多位加法器两大类。
1位加法器有可分为半加器和全加器两种,多位加法器可分为串行进位加法器和超前进位加法器两种。
半加器如果不考虑来自低位的进位而将两个1位二进制数相加,称半加。
实现半加运算的电路则称为半加器。
若设A和B是两个1位的加数,S是两者相加的和,C是向高位的进位。
则由二进制加法运算规则可以得到。
全加器在将两个1位二进制数相加时,除了最低位以外,每一位都应该考虑来自低位的进位,即将两个对应位的加数和来自低位的进位三个数相加,这种运算称全加。
实现全加运算的电路则称为全加器。
若设A、B、CI分别是两个1位的加数、来自低位的进位,S是相加的和,C是向高位的进位。
则由二进制加法运算规则可以得到:3)实验内容及步骤用图形法设计半加器,仿真设计结果。
用原件例化的方法设计全加器,仿真设计结果用原件例化的方法设计一个4为二进制加法器,仿真设计结果,进行定时分析。
用Verilog HDL语言设计一个4为二进制加法器,仿真设计结果,进行定时分析。
分别下载用上述两种方法设计4为加法器,并进行在线测试。
4)设计1)用图形法设计的半加器,如下图1所示,由其生成的符号如图2所示。
2)用元件例化的方法设计的全加器如图3所示,由其生成的符号如图4所示。
图三:图四:5)全加器时序仿真波形如图下图所示6)心得体会:第一次做数字系统设计实验,老师给我们讲了用图形法设计的全过程。
数字逻辑电路实验报告

数字逻辑电路实验报告数字逻辑电路实验报告引言:数字逻辑电路是现代电子科技中的重要组成部分,它广泛应用于计算机、通信、控制系统等领域。
本实验旨在通过实际操作,加深对数字逻辑电路原理的理解,并通过实验结果验证其正确性和可靠性。
实验一:基本逻辑门的实验在本实验中,我们首先学习了数字逻辑电路的基本组成部分——逻辑门。
逻辑门是数字电路的基本构建单元,它能够根据输入信号的逻辑关系,产生相应的输出信号。
我们通过实验验证了与门、或门、非门、异或门的工作原理和真值表。
以与门为例,当且仅当所有输入信号都为高电平时,与门的输出信号才为高电平。
实验中,我们通过连接开关和LED灯,观察了与门的输出变化。
实验结果与预期相符,验证了与门的正确性。
实验二:多位加法器的设计与实验在本实验中,我们学习了多位加法器的设计和实现。
多位加法器是一种能够对多位二进制数进行加法运算的数字逻辑电路。
我们通过实验设计了一个4位全加器,它能够对两个4位二进制数进行相加,并给出正确的进位和和结果。
实验中,我们使用逻辑门和触发器等元件,按照电路图进行布线和连接。
通过输入不同的二进制数,观察了加法器的输出结果。
实验结果表明,多位加法器能够正确地进行二进制数相加,验证了其可靠性。
实验三:时序电路的实验在本实验中,我们学习了时序电路的设计和实验。
时序电路是一种能够根据输入信号的时间顺序产生相应输出信号的数字逻辑电路。
我们通过实验设计了一个简单的时序电路,它能够产生一个周期性的脉冲信号。
实验中,我们使用计数器和触发器等元件,按照电路图进行布线和连接。
通过改变计数器的计数值,观察了脉冲信号的频率和周期。
实验结果表明,时序电路能够按照设计要求产生周期性的脉冲信号,验证了其正确性。
实验四:存储器的设计与实验在本实验中,我们学习了存储器的设计和实现。
存储器是一种能够存储和读取数据的数字逻辑电路,它在计算机系统中起到重要的作用。
我们通过实验设计了一个简单的存储器,它能够存储和读取一个4位二进制数。
vhdl设计实验报告

vhdl设计实验报告VHDL设计实验报告引言VHDL(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)是一种硬件描述语言,广泛应用于数字电路设计和验证。
本实验旨在通过设计一个简单的电路来熟悉VHDL语言的基本语法和设计流程。
一、实验背景数字电路是现代电子系统的基础,而VHDL则是描述和设计数字电路的重要工具。
VHDL可以帮助工程师们以一种形式化的语言来描述电路的功能和结构,从而实现电路的模拟和验证。
二、实验目的本实验的目的是通过使用VHDL语言设计一个简单的电路,加深对VHDL语言的理解,并掌握基本的电路设计流程。
三、实验步骤1. 确定电路功能在设计电路之前,首先需要明确电路的功能。
本实验中,我们选择设计一个4位加法器电路。
2. 设计电路结构根据电路功能的要求,设计电路的结构。
在本实验中,我们需要设计一个4位加法器,因此需要使用4个输入端口和一个输出端口。
3. 编写VHDL代码使用VHDL语言编写电路的描述代码。
在代码中,需要定义输入和输出端口的类型和位宽,并实现电路的功能。
4. 进行仿真使用仿真工具对设计的电路进行仿真,以验证电路的功能是否符合预期。
通过输入不同的测试数据,观察输出是否正确。
5. 下载到FPGA开发板将设计好的电路代码下载到FPGA开发板上进行验证。
通过连接输入信号和观察输出信号,验证电路在实际硬件上的运行情况。
四、实验结果与分析经过仿真和实际验证,我们设计的4位加法器电路在功能上符合预期。
输入不同的数据进行加法运算时,输出结果都正确。
五、实验总结通过本次实验,我们深入了解了VHDL语言的基本语法和设计流程。
通过设计一个简单的电路,我们掌握了VHDL的应用方法,并通过仿真和实际验证,加深了对电路设计的理解。
六、实验心得本实验让我对VHDL语言有了更深入的认识。
通过实际操作,我更加熟悉了VHDL的编写和仿真流程。
数字电路实训报告

一、设计目的及要求:(一)实验目的:1. 通过实验培养学生的市场素质,工艺素质,自主学习的能力,分析问题解决问题的能力以及团队精神。
2. 通过本实验要求学生熟悉各种常用中规模集成电路组合逻辑电路的功能与使用方法,学会组装和调试各种中规模集成电路组合逻辑电路,掌握多片中小规模集成电路组合逻辑电路的级联、功能扩展及综合设计技术,使学生具有数字系统外围电路、接口电路方面的综合设计能力。
(二)实验要求1. 数字显示电路操作面板:左侧有16个按键,编号为0到15数字,面板右侧有2个共阳7段显示器。
2. 设计要求:当按下小于10的按键后,右侧低位7段显示器显示数字,左侧7段显示器显示0;当按下大于9的按键后,右侧低位7段显示器显示个位数字,左侧7段显示器显示1。
若同时按下几个按键,优先级别的顺序是15到0。
二、电路框图及原理图原理图概要:数字显示电路由键盘、编码、码制转换、译码显示组成。
各部分作用:1. 键盘:用于0~15数字的输入。
可以由16个自锁定式的按键来排列成4×4键盘。
2.编码:采用两片74ls148级联来完成对0~15的编码,并且是具有优先级的编码。
3.码制转换:本电路采用了2个74ls00、1个74ls04、1个74ls283来完成对0~15出事编码的码制转换,转换成个位与十位的8421bcd码,为下一步的解码做准备。
4.译码显示:本电路采用了两个74ls47分别对码制转换后的bcd码进行译码,并且由这两个芯片分别驱动两片七段共阳极数码管。
原理图:三、设计思想及基本原理分析:篇二:数电实验实验报告数字电路实验报告院系:电气工程学院专业:电气工程极其自动化班级:09级7班姓名:王哲伟学号:2009302540221 实验一组合逻辑电路分析一.试验用集成电路引脚图74ls00集成电路 74ls20集成电路四2输入与非门双4输入与非门二.实验内容 1.实验一x1abdabcd按逻辑开关,“1”表示高电平,“0”表示低电平2.5 vc示灯:灯亮表示“1”,灯灭表示“0”自拟表格并记录: 2.实验二密码锁的开锁条件是:拨对密码,钥匙插入锁眼将电源接通,当两个条件同时满足时,开锁信号为“1”,将锁打开。
数字电路实验报告3

数字电路实验报告3实验目的本实验旨在通过实际操作,进一步了解数字电路中的加法器和减法器的基本原理,并通过观察和分析实验结果,加深对数字电路的理解。
实验原理加法器加法器是数字电路中常用的逻辑电路,用于将两个二进制数相加。
常见的加法器有半加法器、全加法器等。
在本实验中,我们将使用半加法器和全加法器来实现二进制数的加法运算。
半加法器是最基本的加法器,它只能实现1位二进制数的相加。
半加法器有两个输入端A和B,表示要相加的两个二进制位,以及两个输出端Sum和Carry,分别表示相加的结果和进位。
全加法器是在半加法器的基础上进行改进,可以实现多位二进制数的相加。
全加法器有三个输入端A、B和Carry-in,分别表示要相加的两个二进制位和进位。
它还有两个输出端Sum和Carry-out,分别表示相加的结果和进位。
减法器减法器是用于实现二进制数的减法运算的数字电路。
它可以将两个二进制数相减,并得到减法的结果。
在本实验中,我们将使用全减法器来实现二进制数的减法运算。
全减法器是将半减法器进行组合得到的。
它有三个输入端A、B和Borrow-in,分别表示被减数、减数和借位。
它还有两个输出端Diff和Borrow-out,分别表示减法的结果和借位。
实验步骤1.搭建半加法器电路:根据半加法器的原理图,使用逻辑门和触发器等器件,搭建一个半加法器电路。
2.连接输入端:将两个二进制数的相应位连接到半加法器电路的输入端A和B上。
3.连接输出端:将半加法器电路的输出端Sum和Carry连接到示波器上,用于观察结果。
4.输入数据:给输入端A和B分别输入二进制数,记录输入的数值。
5.观察结果:观察示波器上显示的结果,并记录下来。
6.分析结果:根据观察到的结果,分析二进制数的相加运算是否正确,以及进位是否正确。
7.搭建全加法器电路:根据全加法器的原理图,使用逻辑门和触发器等器件,搭建一个全加法器电路。
8.连接输入端:将两个二进制数的相应位和进位信号连接到全加法器电路的输入端A、B和Carry-in上。
数字系统设计及实验实验报告

数字系统设计及实验实验报告一、实验目的数字系统设计及实验课程旨在让我们深入理解数字逻辑的基本概念和原理,掌握数字系统的设计方法和实现技术。
通过实验,我们能够将理论知识应用于实际,提高解决问题的能力和实践动手能力。
本次实验的具体目的包括:1、熟悉数字电路的基本逻辑门、组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法。
2、掌握使用硬件描述语言(如 Verilog 或 VHDL)进行数字系统建模和设计。
3、学会使用相关的电子设计自动化(EDA)工具进行电路的仿真、综合和实现。
4、培养团队合作精神和工程实践能力,提高解决实际问题的综合素质。
二、实验设备和工具1、计算机:用于编写代码、进行仿真和综合。
2、 EDA 软件:如 Quartus II、ModelSim 等。
3、实验开发板:提供硬件平台进行电路的下载和测试。
4、数字万用表、示波器等测量仪器:用于检测电路的性能和信号。
三、实验内容1、基本逻辑门电路的设计与实现设计并实现与门、或门、非门、与非门、或非门和异或门等基本逻辑门电路。
使用 EDA 工具进行仿真,验证逻辑功能的正确性。
在实验开发板上下载并测试实际电路。
2、组合逻辑电路的设计与实现设计一个 4 位加法器,实现两个 4 位二进制数的相加。
设计一个编码器和译码器,实现数字信号的编码和解码。
设计一个数据选择器,根据控制信号选择不同的输入数据。
3、时序逻辑电路的设计与实现设计一个同步计数器,实现模 10 计数功能。
设计一个移位寄存器,实现数据的移位存储功能。
设计一个有限状态机(FSM),实现简单的状态转换和控制逻辑。
四、实验步骤1、设计方案的确定根据实验要求,分析问题,确定电路的功能和性能指标。
选择合适的逻辑器件和设计方法,制定详细的设计方案。
2、代码编写使用硬件描述语言(如 Verilog 或 VHDL)编写电路的代码。
遵循代码规范,注重代码的可读性和可维护性。
3、仿真验证在 EDA 工具中对编写的代码进行仿真,输入不同的测试向量,观察输出结果是否符合预期。
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数字电路与系统设计实验报告学院:班级:姓名:实验一基本逻辑门电路实验一、实验目的1、掌握TTL与非门、与或非门和异或门输入与输出之间的逻辑关系。
2、熟悉TTL中、小规模集成电路的外型、管脚和使用方法。
二、实验设备1、二输入四与非门74LS00 1片2、二输入四或非门74LS02 1片3、二输入四异或门74LS86 1片三、实验内容1、测试二输入四与非门74LS00一个与非门的输入和输出之间的逻辑关系。
2、测试二输入四或非门74LS02一个或非门的输入和输出之间的逻辑关系。
3、测试二输入四异或门74LS86一个异或门的输入和输出之间的逻辑关系。
四、实验方法1、将器件的引脚7与实验台的“地(GND)”连接,将器件的引脚14与实验台的十5V连接。
2、用实验台的电平开关输出作为被测器件的输入。
拨动开关,则改变器件的输入电平。
3、将被测器件的输出引脚与实验台上的电平指示灯(LED)连接。
指示灯亮表示输出低电平(逻辑为0),指示灯灭表示输出高电平(逻辑为1)。
五、实验过程1、测试74LS00逻辑关系(1)接线图(图中K1、K2接电平开关输出端,LED0是电平指示灯)(2)真值表2、测试74LS02逻辑关系(1)接线图(2)真值表3、测试74LS86逻辑关系接线图(1)接线图(2)真值表六、实验结论与体会实验是要求实践能力的。
在做实验的整个过程中,我们首先要学会独立思考,出现问题按照老师所给的步骤逐步检查,一般会检查处问题所在。
实在检查不出来,可以请老师和同学帮忙。
实验二逻辑门控制电路实验一、实验目的1、掌握基本逻辑门的功能及验证方法。
2、掌握逻辑门多余输入端的处理方法。
3、学习分析基本的逻辑门电路的工作原理。
二、实验设备1、基于CPLD的数字电路实验系统。
2、计算机。
三、实验内容1、用与非门和异或门安装给定的电路。
2、检验它的真值表,说明其功能。
四、实验方法按电路图在Quartus II上搭建电路,编译,下载到实验板上进行验证。
五、实验过程1、用3个三输入端与非门IC芯片74LS10安装如图所示的电路。
从实验台上的时钟脉冲输出端口选择两个不同频率(约7khz和14khz)的脉冲信号分别加到X0和X1端。
对应B和S端数字信号的所有可能组合,观察并画出输出端的波形,并由此得出S和B(及/B)的功能。
2、实验得真值表六、实验结论与体会通过B、C选择功能,对输入A做相应的逻辑运算。
实验三组合逻辑电路部件实验一、实验目的1、掌握逻辑电路设计的基本方法。
2、掌握EDA工具MAX-PlusII的原理图输入方法。
3、掌握MAX-PlusII的逻辑电路编译、波形仿真的方法。
二、实验设备1、基于CPLD的数字电路实验系统。
2、计算机。
三、实验内容1、设计并实现一个4位二进制全加器。
2、3-8译码器74138的波形仿真。
3、4位二进制加法器7483的波形仿真。
四、实验方法1、利用EDA工具MAX-PlusII的原理图输入法,输入设计的电路图;建立相应仿真波形文件,并进行波形仿真,记录波形和输入与输出的时延差;分析设计电路的正确性。
2、利用EDA工具MAX-PlusII的原理图输入法,分别输入74138、7483图元符号;建立74138、7483的仿真波形文件,并进行波形仿真,记录波形;分析74138、7483逻辑关系。
3、4位二进制加法器集成电路74LS83中,A和B是两个4位二进制数的输入端,Cout,S3,S2,S1,S0是5位输出端。
Cin是进位输入端,而Cout是进位输出端。
五、实验过程1、二进制全加器原理一个n位二进制加法运算数字电路是由一个半加器和(n-1)个全加器组成。
它把两个n位二进制数作为输入信号。
产生一个(n+1)位二进制数作它的和。
如图所示。
用全加器构成的n位二进制加法器图中A和B是用来相加的两n位输入信号,Cn-1,Sn-1,Sn-2,······S2,S1,S0是它们的和。
在该电路中对A0和B0相加是用一个半加器,对其它位都用全加器。
如果需要串接这些电路以增加相加的位数,那么它的第一级也必须是一个全加器。
2、半加器设计半加器真值表半加器原理图半加器仿真波形3、一位全加器设计一位全加器可以由两个半加器和一个或门连接而成。
一位全加器原理图一位全加器仿真波形4、四位全加器4位全加器可以看做四个1位全加器级联而成,首先采用基本逻辑门设计一位全加器,而后通过多个1位全加器级联实现4位全加器。
四位全加器原理图四位全加器仿真波形六、实验结论与体会采用图形编程法实现了四位全加器的设计,并完成了电路的设计编译、综合、逻辑仿真。
实验四时序电路设计一、实验目的1、学习利用EDA工具设计简单时序电路。
2、掌握简单时序电路的分析、设计、波形仿真、器件编程及测试方法。
二、实验设备1、基于CPLD的数字电路实验系统。
2、计算机。
三、实验内容用D触发器DFF(或74LS74)构成的4位二进制计数器(分频器)。
四、实验方法根据D触发器的特性设计4位二进制计数器电路,并在实验板上进行验证。
五、实验过程1、4位二进制计数器电路异步计数器是指输入时钟信号只作用于计数单元中的最低位触发器,各触发器之间相互串行,由低一位触发器的输出逐个向高一位触发器传递,进位信号而使得触发器逐级翻转,所以前级状态的变化是下级变化的条件,只有低位触发器翻转后才能产生进位信号使高位触发器翻转。
异步计数器的工作原理如下图,通常由于采用异步时钟,工作延时比较大。
2、建立波形文件,对所设计电路进行波形仿真。
并记录Q0、Q1、Q2、Q3的状态。
3、对所设计电路进行器件编程。
将CLK引脚连接到实验系统的单脉冲输出插孔,4位二进制计数器输出端Q0、Q1、Q2、Q3连接到LED显示灯,CLR、PRN端分别连接到实验系统两个开关的输出插孔。
4、由时钟CLK输入单脉冲,记录输入的脉冲数,同时观测Q0、Q1、Q2、Q3对应LED显示灯的变化情况。
六、实验结论与体会通过这次的实验,我对计数器无论从功能还是原理方面都有了较为系统的了解和学习。
实验五模60循环计数器一、实验目的1、掌握74161的使用。
2、掌握多芯片级联方法。
3、掌握同步或异步计数器的设计。
二、实验设备1、基于CPLD的数字电路实验系统。
2、计算机。
三、实验内容设计一个模60的循环计数器。
四、实验方法1、使用两片74161完成计数器设计。
2、两片74161可采用同步级联或异步级联。
3、74161真值表五、实验过程1、同步级联两片74161使用相同的时钟。
第一片为模10循环计数器,当计数为9时,即1001,通过逻辑门电路判断,产生一个信号使第一片74161清零并使第二片使能端有效。
当第二片计数到5(0101)且第一片计数器计数到9(1001),通过逻辑门电路判断,产生一个信号使两片同时清零即可实现模60循环计数器。
同步级联原理图:2、异步级联第一片使用外接时钟信号,第二片通过第一片产生时钟信号。
第一片为模10循环计数器,当计数为9时,即1001,通过逻辑门电路判断,产生一个信号使第一片74161清零并给第二片一个时钟信号使其计数一次。
当第二片计数到5(0101)且第一片计数器计数到9(1001),通过逻辑门电路判断,产生一个信号使两片同时清零即可实现模60循环计数器。
异步级联原理图:六、实验结论与体会异步级联会形成延迟,对准确度要求不高可以采用,对准确度要求高不能使用异步级联方式。
实验六一位BCD加法器一、实验目的1、掌握BCD加法器的设计,学会BCD码修正。
2、掌握数码管的用法。
二、实验设备1、基于CPLD的数字电路实验系统。
2、计算机。
三、实验内容设计一个1位BCD加法器并显示计算结果的装置。
四、实验方法1、7483是四位二进制加法器,其进位规则是逢16进1。
而8421BCD码表示的是十进制数,进位规则是逢10进1。
用7483将两个1位BCD码相加时,当和小于等于9时,结果正确;当和大于9时,需加6进行修正。
2、需再使用一片7483实现加6修正,将第一片7483输出的二进制数送入第二片7483的输入引脚A3 A2 A1 A0,第二片7483的输入引脚B3 B2 B1 B0接入0——OR1输出——OR1输出——0。
由于不需修正时,OR1输出为0,需修正时OR1输出为1,实现加6修正。
3、使用7447进行8421BCD转码成数码管输入数据。
五、实验过程1、加法器原理图2、仿真波形六、实验结论与体会在BCD加法器的设计中,要注意超出有效范围后的修正。
实验七数字系统设计综合实验——数字钟设计一、实验目的1、掌握计数器的设计与级联。
2、掌握分频器的设计。
3、掌握数据选择器的使用。
4、掌握数字系统的综合设计。
二、实验设备1、基于CPLD的数字电路实验系统。
2、计算机。
三、实验内容设计一个数字时钟,并在数码管上显示。
时钟分为时、分、秒,各两位。
可以选择输入频率,通过输入高频率来加快时钟。
四、实验方法1、整个数字时钟设计分为3个部分。
频率选择与转换、计数器、数码管显示。
2、频率选择与转换。
设计一个分频器,实现50Hz到1Hz的转换。
使用8选1数据选择器74151完成不同频率的选择。
3、计数器计数器采用同步级联的方式,分为6个部分,分别对应数码管的一位。
4、数码管显示数码管一次只可以点亮一个数码管,所以需要用数据选择器依次循环选择6位,送入相应的数据。
五、实验过程1、整体结构图(1)74151用来选择输入频率。
(2)50_to_1_clk为一个分频器,用来将输入的频率缩小50倍,使50Hz转换为1Hz,产生标准时钟秒。
(3)60为数字时钟计数器单元(单个数码管数据循环输出)。
(4)74138用来根据60中的模6循环计数器产生的地址,与模6循环计数器同步选择数码管地址,选择60计数器输出的数码管数据对应的数码管。
(5)7447用来将产生的8421BCD码转换成数码管的输入,驱动数码管。
2、时钟频率转换原理图3、数字时钟计数器单元,单个数码管数据循环输出原理图(1)COUNT为数字时钟计数器单元(6位数字同时输出)。
(2)使用CHOOSE(模6循环计数器)循环选择74151 D0~D5,将COUNT 产生的6组数据依次循环输出。
并输出地址选择信号用来选择数码管。
(3)COUNT产生6组数据,每组4位。
每一位由一片74151进行6选1选择输出。
4、模6循环计数器,用来产生数字选择信号与数码管地址选择信号5、数字时钟计数器单元,6位数字同时输出(1)采用同步级联方式,异步级联产生在延迟在6个计数器上的累积是不能接受的。
(2)后一级的清零判断受前一级或多级的影响。
六、实验结论与体会1、注意异步级联的延迟,在级联级数较多的时候会有很大的影响。