电子技术基础实验（二）电子技术基础实验（二） 信通学院数字电子技术课程组信通学院数字电子技术课程组信通学院数字电子技术课程组信通学院数字电子技术课程组2013.102013.10哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学实验二实验二实验二实验二 组合逻辑电路的设计与测试组合逻辑电路的设计与测试组合逻辑电路的设计与测试组合逻辑电路的设计与测试课程介绍课程介绍1234本课程共本课程共1616学时，此为本学期第学时，此为本学期第2 2次实验次实验集成门电路的逻辑功能及应用集成门电路的逻辑功能及应用集成门电路的逻辑功能及应用集成门电路的逻辑功能及应用组合逻辑电路的设计与测试组合逻辑电路的设计与测试组合逻辑电路的设计与测试组合逻辑电路的设计与测试时序逻辑电路的设计与测试时序逻辑电路的设计与测试时序逻辑电路的设计与测试时序逻辑电路的设计与测试综合逻辑电路的设计与测试综合逻辑电路的设计与测试综合逻辑电路的设计与测试综合逻辑电路的设计与测试实验目的实验目的v掌握组合逻辑电路的设计方法及调试方法掌握组合逻辑电路的设计方法及调试方法v熟练掌握常用熟练掌握常用MSI组合逻辑芯片的功能及使用组合逻辑芯片的功能及使用方法方法v熟悉熟悉PLD实验箱的结构和使用及实验箱的结构和使用及Quartus II软软件的基本操作件的基本操作v掌握采用掌握采用Quartus II软件和实验箱设计实现组软件和实验箱设计实现组合逻辑电路的基本过程合逻辑电路的基本过程实验说明实验说明v以下给出以下给出10个参考设计选题，详细要求参见个参考设计选题，详细要求参见数字电子技术实践教程数字电子技术实践教程v难度分难度分3个等级，加权系数分别为个等级，加权系数分别为1，0.9和和0.8v采用采用Quartus II 7.2以上以上版本版本和数字电路教学和数字电路教学实验箱实验箱ZXS-1实现组合逻辑电路设计实现组合逻辑电路设计v从从以下选题以下选题中中任选任选3个个完成完成实验内容实验内容v四人表决器四人表决器（难度等级（难度等级0.8）v一位二进制全减器一位二进制全减器（难度等级（难度等级0.8）v函数发生器函数发生器（难度等级（难度等级0.8）v两位加法器两位加法器（难度等级（难度等级0.9）v血型检测器血型检测器（难度等级（难度等级0.9）v多用户呼叫系统多用户呼叫系统（难度等级（难度等级0.9）v代码转换器（难度等级代码转换器（难度等级1.0、0.9）v数值比较器数值比较器（难度等级（难度等级1.0）v汽车转向灯控制器（难度等级1.0）v用硬件描述语言设计组合逻辑电路实验内容实验内容v参见参见数字电子技术实践教程数字电子技术实践教程第第135页页 1.v1. 四人表决器四人表决器（难度等级（难度等级0.8）用一片双用一片双4选选1数据选择器和适当门电路设计一个四人数据选择器和适当门电路设计一个四人无弃权表决电路，多数赞成则提案通过无弃权表决电路，多数赞成则提案通过将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试v要求要求四个输入变量的状态用四个开关控制四个输入变量的状态用四个开关控制输出用一个发光二极管显示输出用一个发光二极管显示少于少于3人同意时灯不亮表示未通过，否则灯亮表示通过人同意时灯不亮表示未通过，否则灯亮表示通过实验内容实验内容v参见参见数字电子技术实践教程数字电子技术实践教程第第135页页 2.v2. 一位二进制全减器一位二进制全减器（难度等级（难度等级0.8）用译码器和适当门电路设计一个用译码器和适当门电路设计一个1位二进制全减器位二进制全减器完成对逻辑设计的波形仿真完成对逻辑设计的波形仿真将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试v要求要求用用3个开关分别作为被减数、减数和低位借位个开关分别作为被减数、减数和低位借位输出用输出用2个不同颜色发光二极管显示个不同颜色发光二极管显示实验内容实验内容v参见参见数字电子技术实践教程数字电子技术实践教程第第135页页 3.v3. 函数发生器函数发生器（难度等级（难度等级0.8）设计一个函数发生器，能够实现设计一个函数发生器，能够实现P135表表6.19所示逻所示逻辑功能辑功能完成对逻辑设计的波形仿真完成对逻辑设计的波形仿真将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试v要求要求输入变量分别用开关控制输入变量分别用开关控制输出状态用一个发光二极管显示输出状态用一个发光二极管显示实验内容实验内容v参见参见数字电子技术实践教程数字电子技术实践教程第第135页页 4.v4. 两位加法器两位加法器（难度等级（难度等级0.9）用适当门电路设计一个两位二进制加法器用适当门电路设计一个两位二进制加法器加数、被加数和低位的进位输入用加数、被加数和低位的进位输入用A1A0，B1B0和和CI表示，输出用表示，输出用CO（进位输出）、（进位输出）、S1S0（和）表示（和）表示完成对逻辑设计的波形仿真完成对逻辑设计的波形仿真将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试v要求要求输入变量分别用输入变量分别用5个开关控制个开关控制输出分别用一组红黄绿三个发光二极管显示输出分别用一组红黄绿三个发光二极管显示实验内容实验内容v参见参见数字电子技术实践教程数字电子技术实践教程第第136页页 5.v5. 血型检测器血型检测器（难度等级（难度等级0.9）设计一个判断输血者和受血者的血型是否匹配的血型设计一个判断输血者和受血者的血型是否匹配的血型检测器检测器完成对逻辑设计的波形仿真完成对逻辑设计的波形仿真将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试v要求要求输入变量分别用开关控制输入变量分别用开关控制输出用一个发光二极管显示输出用一个发光二极管显示实验内容实验内容v参见参见数字电子技术实践教程数字电子技术实践教程第第136页页 6.v6. 多用户呼叫系统多用户呼叫系统（难度等级（难度等级0.9）用用74148设计一个具有优先级的六用户呼叫系统设计一个具有优先级的六用户呼叫系统用户呼叫时显示用户编号并蜂鸣提示，当多用户同时用户呼叫时显示用户编号并蜂鸣提示，当多用户同时呼叫时只显示优先级高的用户呼叫时只显示优先级高的用户完成对逻辑设计的硬件下载完成对逻辑设计的硬件下载仿真波形中的用户编号以仿真波形中的用户编号以8421码十进制数组形式显示码十进制数组形式显示v要求要求用六个开关模拟用户呼叫信号用六个开关模拟用户呼叫信号用一个数码管显示用户编号用一个数码管显示用户编号实验内容实验内容v参见参见数字电子技术实践教程数字电子技术实践教程第第136页页 7.v7. 代码转换器（难度等级代码转换器（难度等级1.0、0.9）8421码与码与5421码之间的转换码之间的转换0.9: 用用74283和适当门电路实现单向代码转换，可将和适当门电路实现单向代码转换，可将8421码转换成码转换成5421码，或将码，或将5421码转换成码转换成8421码码1.0：用用74283和其他中小规模组合电路实现和其他中小规模组合电路实现8421码码和和5421码之间的双向可控转换码之间的双向可控转换完成对逻辑设计的波形仿真、下载完成对逻辑设计的波形仿真、下载v要求要求输入代码用开关控制，输入代码用开关控制，输出用一位数码管显示输出用一位数码管显示实验内容实验内容v参见参见数字电子技术实践教程数字电子技术实践教程第第136页页 7.v7. 代码转换器（难度等级代码转换器（难度等级1.0、0.9）8421码与码与5421码之间的转换码之间的转换余余3码与码与5421码之间的转换码之间的转换8421码与码与2421码之间的转换码之间的转换5421码与码与2421码之间的转换码之间的转换具体要求同具体要求同84215421，难度等级分，难度等级分A、B两种两种v要求要求输入代码用开关控制，输入代码用开关控制，输出用一位数码管显示输出用一位数码管显示实验内容实验内容v参见参见数字电子技术实践教程数字电子技术实践教程第第137页页 8.v8. 数值比较器数值比较器（难度等级（难度等级1.0）用最少的与非门设计一个两位无符号二进制数比较器用最少的与非门设计一个两位无符号二进制数比较器完成对逻辑设计的波形仿真、下载完成对逻辑设计的波形仿真、下载将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试v要求要求用四个开关作为两个两位二进制设的数据输入用四个开关作为两个两位二进制设的数据输入比较结果比较结果R R（小于）、（小于）、Y Y（等于）、（等于）、GG（大于）分别（大于）分别用一组彩灯中的红、黄、绿色发光二极管显示用一组彩灯中的红、黄、绿色发光二极管显示实验内容实验内容v参见参见数字电子技术实践教程数字电子技术实践教程第第137页页 9.v9. 汽车转向灯控制器汽车转向灯控制器（难度等级（难度等级1.0）有有3个灯光控制开关：左转开关、右转开关、应急开关个灯光控制开关：左转开关、右转开关、应急开关控制左右的仪表灯、前灯、后灯（详见表控制左右的仪表灯、前灯、后灯（详见表6.21）用最少的门电路完成设计，并进行波形仿真、下载用最少的门电路完成设计，并进行波形仿真、下载v要求要求3个输入变量的状态用四个开关控制个输入变量的状态用四个开关控制用左右两组红黄绿彩灯作为汽车的左右两组仪表灯、用左右两组红黄绿彩灯作为汽车的左右两组仪表灯、前灯和后灯前灯和后灯灯闪烁频率为灯闪烁频率为1Hz，且亮，且亮、灭时间相同灭时间相同实验内容实验内容v参见参见数字电子技术实践教程数字电子技术实践教程第第138页页 10.v10. 用硬件描述语言设计组合逻辑电路用硬件描述语言设计组合逻辑电路从上述从上述9个设计选题中选择一个，用个设计选题中选择一个，用VHDL或或Verilog HDL完成选题的逻辑设计完成选题的逻辑设计完成对逻辑设计的波形仿真完成对逻辑设计的波形仿真将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试将设计下载到实验箱并进行硬件功能测试难度等级与所选题目一致难度等级与所选题目一致