实验四数字电路实验1.docx

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：表1-1 逻辑函数转换成成指标结果ABCDERABCDER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=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。使用逻辑图转换成真值表功能，将图1-2中的逻辑图转换成真值表，记录在表1-2中。表1-2逻辑图转换结果ABCRABCR使用真值表转换成简化的逻辑表达式功能，得到图1-2中逻辑图的最简逻辑表达式，并记录。R=使用逻辑表达式转换成仅使用与非门的逻辑图功能，得到图1-2中逻辑图的与非门形式，并记录。五、预习、思考与注意事项1、熟悉Multisim的基本使用方法。2、注意逻辑变量在逻辑转换仪中的顺序。3、如果改变图1-2中逻辑转换仪ABC的顺序，对结果有什么影响？六、实验报告1、根据仿真实验数据，对比逻辑化简的作用。2、总结逻辑转换仪用于分析设计简单数字电路的基本步骤。3、心得体会及其他。实验2 计数器及其应用一、实验目的1、通过实验熟悉计数器的工作原理；2、掌握常用集成计数器的使用方法。 二、实验设备1、数字电路实验箱1台2、万用表1只3、双踪示波器1台4、74LS001块5、74LS1612块三、实验原理计数器的基本功能是对输入时钟脉冲进行计数。它也可用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列及进行数字运算等等。计数器按脉冲输入方式，分为同步和异步计数器；按进位体制，分为二进制、十进制和任意进制计数器；按逻辑功能，分为加法、减法和可逆计数器。同步计数器异步计数器加计数器减计数器可逆计数器二进制计数器非二进制计数器 十进制计数器 任意进制计数器加计数器减计数器可逆计数器二进制计数器非二进制计数器 十进制计数器 任意进制计数器…………1、74LS161集成同步加法计数器四位二进制(M=16)可预置同步加法计数器, 由4个JKFF为核心构成四位二进制同步加法计数器。该电路具有异步清“0”控制端。同步置数控制端。工作模式控制端CEP?CET 。（用于级联） 并行数据输入端D3? D2? D1? D0计数输出端Q3? Q2? Q1?Q0及进位输出端TC。起引脚排列图如图2-1所示,功能表见表2-1。图2-1 74LS161引脚排列表2-1 74LS161逻辑功能表2、任意进制计数器的设计（1）反馈清零法反馈清零法就是利用异步置零输入端，在M进制计数器的计数过程中，跳过M-N个状态，得到N进制计数器的方法。由于74LS161是异步清零,也就是说当清零信号产生后,计数器不需等待CP信号就使得计数器清零，因此使用清零法构成N进制计数器时,应该在计数值等于N时产生清零信号。这一方法，接线简单，非常适合计数要求起始值是零的场合，但由于是异步置数，在产生清零信号到完成清零之间有一个中间状态，因此只适合对输出波形要求不严格情况。（2）反馈置数法反馈置数法就是利用同步置数端，在M进制计数器的计数过程中，跳过M-N个状态，得到N进制计数器的方法。反馈置数法一般又分为置零法和置任意数法，其中置零法就是将D3? D2? D1? D