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1、华中科技大学电子线路设计、测试与实验实验报告实验名称：SSI 组合逻辑电路设计实验（软件）院（系）：自动化学院实验成绩指导教师2014 年 4 月 24 日一. 实验目的1. 掌握用SSI （小规模数字集成电路）实现简单组合逻辑电路的方法。2. 掌握简单数字电路的安装于调试技术。3. 进一步熟悉数字万用表、示波器等仪器的使用办法。4. 熟悉用Verilog HDL描述组合逻辑电路的方法，以及EDA仿真技术。二. 实验元器件芯片 74HC00 2 片，74LS04 片;若干导线,计算机；QuartusII9.1集成开发环境； 面包板；可编程器件实验板； 专用的在系统编程电缆。三. 实验原理及参考
2、电路组合逻辑电路的设计流程组合逻辑电路的设计步骤如下图，先根据实际的逻辑问题进行逻辑抽象，定 义逻辑状态的含义，在按照给定事件因果关系列出逻辑关系真值表。然后用给定 的器件实现简化后的逻辑表达式，画出逻辑电路图。QuartusI9.1在设计好电路之后，就可以根据设计的电路，就可以在QuartusII9.1集成开 发环境下，通过Verilog HDL语言编程，然后生成相应的波形文件执行仿真，最 后再把程序下载到老师给的DE0板子上去，从而通过板子上LED灯的亮和不亮来 确定输出的高低电平。插板在做完仿真之后，就可以根据设计的逻辑图选择相应的芯片进行插板，通过 给不同输入高低电平组合来测输出电平的
3、高低，从而检测是否符合实验要求。四实验内容全加器/全减器 根据给定的器件，设计一个全加器/全减器电路，使之既能实现1 位加法运算 又能实现 1 位减法运算。当控制变量 M=0 时，电路实现加法运算；当 M=1 时，电路实现减法运算。其框图如下所示，图中， A 、B 分别为被加（减）数和加 00（减数），S为相加（减）的结果，C为进（借）位。00首先，按照组合逻辑电路的设计流程，写出其真值表如下：MA。000000001001010010011011100100101101110110111111C SC0001100101010101010011110001110111010101000001
4、11根据真值表，。我得到如下逻辑表达式：=MA AM B0 MA MAC BCi o -iS = AB BA C BA BA C000 i00 i根据其表达式，用与非门和非门设计的逻辑图如下所示（由于做实验的时候只有与非门和非门，设计的了逻辑图只有这两种门）【注】我这里画的电路图和我接下来编的VerilogHDL没有关系，因为这里只 用了与非门和非门，是后面插板的逻辑图，而VerilogHDL可以用多种门，逻辑 图没有这么复杂。四、Verilog HDL语言实现仿真首先给出编好的程序：1dc33 (Ar 3r CiSo, Co);3 input A, Br Cir Mr4 Qiitp口t Sq
5、, CorEwire Wlf W2r W3r W4F W5r7Kor xl tWlf Ar B) fx ；W2 f Ar M) r9x3 ；W3f Mr Wl) r1-3；Sof Wlf Ci) p11丄左and al ；W4f % W)，-13 a ；W5f W3f Ci)1414 ar (Cof W4f W5) f161=1313【注】用的门级建模方法。然后是波形仿真结果：以上的波形符合要求。五、 附加实验题（13号模 3 余 1）4 位密码锁设计它的正确密码为0000，即必须A, B, C, D （确定输入有效），都输入 0 时，输出 L 才为 1，即箱子打开。L= ABCD编程代码如下
6、：L HpasswordLi ;2 二二f 二止fE” 二D;5 2 J. T C J. z L;匚二：c-Lwcl/s（A z-r B z-r - z-r D）6 1 （A=l-B=l- 温 G=: 怖 D=：J -=-；_=13 L=J；3 =irr.2ij.L =仿真波形图如下：且输入与设定的密码1111 一致时，Z才输出1,箱子才会打开。（在155.0ns到 160.0ns 之间）。五、实验总结1. 学会了 QuartusII9.1仿真组合逻辑电路，及Verilog HDL语言编程。以 后在数电学习方面遇到问题时，可以通过仿真来检验结果，特别是对于要 插板的实验，可以事先检验自己的逻辑
7、是否正确。2. 对具体如何设计一个组合逻辑电路有了更加具体，深刻的把握。3. 掌握了用SSI （小规模数字集成电路）实现简单组合逻辑电路的方法。4. 掌握了简单数字电路的安装于调试技术。5. 进一步熟悉了数字万用表、示波器等仪器的使用办法。6. 熟悉了用Verilog HDL描述组合逻辑电路的方法，以及EDA仿真技术。六、实验遇到的问题和解决方法1. 对于一个新软件的学习，总是有个熟悉的过程，在实验课上，老师可以 说的一步一步教我们做项目工程，速度也比较合理，但是我们还是出现 的各种问题。总的来说，我觉得是对这一软件的界面不是很熟悉。好多 问题都是问哪个哪个按键在哪里等等，还有就是感觉自己的英语水平还 有待提高，毕竟是英文版的软件。以后还有很多机会接触到，熟练的掌 握是很有必要的。2. 软件仿真之后就是硬件实现，但是由于只有非门和与非门的芯片来实现 全加全减器，工作量太大，对自己的耐心是个很大的考验，最后还是把 板子插完了，虽然没有成功，但是简单电路之后，就只做了一位的全加 器，很容易的就验收了。我感觉插板子最重要的就是耐心和细心。一不 留神就插错了。而那么多的线，找问题都很难找得出来。所以，慢慢来， 不能急。
