基于QuartusII的数字电路仿真实验报告手册(2)

1、数字电路仿真实验报告班级通信二班姓名：孔晓悦学号:10082207作业完成后，以班级为单位，班长或课代表收集齐电子版实验报告，统一提交.文件命名规则如“通 1王五_学号”、实验目的1. 熟悉译码器、数据选择器、计数器等中规模数字集成电路（MSI）的逻辑功能及其使用方法。2. 掌握用中规模继承电路构成逻辑电路的设计方法。3. 了解EDA软件平台Quartus II的使用方法及主要功能。、预习要求1. 复习数据选择器、译码器、计数器等数字集成器件的工作原理。2. 熟悉所有器件74LS153 74LS138 74LS161的功能及外引线排列。3. 完成本实验规定的逻辑电路设计项目，并画出接线图，列出

2、有关的真值表。三、实验基本原理1. 译码器译码器的逻辑功能是将每个输入的二进制代码译成对应的高、低电平信号。译码器按功能可分为两大类，即通用译码器和显示译码器。通用译码器又包括变量译码器和代码变 换译码器。变量译码器是一种完全译码器，它将一系列输入代码转换成预知一一对应的有效信号。 这种译码器可称为唯一地址译码器。如3线一8线、4线一16线译码器等。显示译码器用来将数字或文字、符号的代码译成相应的数字、文字、符号的电路。如BCD七段显示译码器等。2. 数据选择器数据选择器也陈伟多路选择器或多路开关，其基本功能是：在选择输入（又称地址输入）信号的控制下，从多路输入数据中选择某一路数据作为输出。因

3、此，数据选择器实现的是时分多路输入电路中发送端电子开关的功能，故又称为复用器。一般数据选择器有n个地址输入端，2n错误！未找到引用源。 个数据输入端，一个数据输出端或反码数据输 出端，同时还有选通端。目前常用的数据选择器有2选1、4选1、8选1、16选1等多种类型。3. 计数器计数器是一个庸医实现技术功能的时序部件，它不仅可以用来对脉冲计数，还常用作数字系统的定时、分频、执行数字运算以及其他一些特定的逻辑功能。74LS161是4位同步二进制计数器， 它除了具有二进制加法计数功能外，还具有预置数、保质和异步置零等附加功能。四、实验内容（一）密码锁1. 设计要求：保密锁上有三个键钮 A、B、G要求

4、当三个键钮同时按下，或 A、B两个同 时按下，或 A、B中任一个单独按下时，所就能被打开（用F表示开锁信号）；而当有键按下却不符合上列组合状态时，将发出报警信号（用G表示报警信号）。2. 试用数据选择器74LS153或译码器74LS138及与非门电路设计此保密锁逻辑电路。3. 用学习机上的逻辑开关的1、0分别表示键钮的按下和松开状态；开锁和报警信号用发 光二极管表示。1 . 74LS153输出逻辑式1Y = 1CO(AB) + 1C1(AB) + 1C2(AB) + 1C3(AB)- 1GN2Y = 2C0(AB ) + 2C1(AB) + 2C2(AB) 4- 2C3(AB)-2GN3设计设

5、计过程和结果（后面继续添加）14（二）任意进制计数器设计要求：用中规模集成计数器（74LS290或74LS161）设计一个二十四进制计数器，并与译码、显示电路连接起来。（显示译码器使用7446）设计过程:1.计数器使用74LS161，显示译码器使用 7446。instCOUNTERCLK-OCLRNENPRCOENTQDDQCCQBBQAA-QLDN74161CLKCLRNLDNENPENT工作状态X0XXX置零T10XX预置数X1101保持X11X0保持(C=0)T1111计数74LS161十六进制计数器功能表inst11 BCD TO 7SEGARBON-oBINOG-QRBINOFOLT

6、NOEDODCOCBOBAOA74467446显示译码器功能表BINRBINLTNRBON工作状态0X1X灭灯101X灭零XX0X测灯1110输岀灭零111X正常显示设计过程和结果（后面继续添加）（三）二进制全减器电路设计要求：用74LS138和门电路设计1位二进制全减器电路。输入为被减数、减数和来自地 位的结尾，输出为两数之差和向高位的借位信号。1. 了解74LS138逻辑功能输入输岀S1S2+S3A2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70XXXX11111111X1XXX1111111110000011111111000110111111100101101111110011111011

7、1110100111101111010111111011101101111110110111111111107413SEM4YINS1S2巧CPMC2Ah YEr-AG2B Y6MY7N2,D3DCR设计过程和结果（后面继续添加）五、实验要求1、写出实验的过程，给出真值表，连接电路截图和仿真结果截图2、设计过程在，每个分实验的后面给定的“设计过程”后面添加。附录:Quartusll仿真环境使用指南1.1基本门电路仿真例：设计一个监视交通信号灯状态的逻辑电路。参考教材相关内容。如果信号灯 出现故障，Z为4分析后得到，逻辑电路的逻辑函数形式 如下。RAGRAG正常工作状态RAGRAG009RAGR

8、AGRG AG ，逻辑图Z RAG RAZ-0003。（一）、打开Quartusll仿真环境。启动Quartusll软件，启动后操作界面如下图图-0003Quartusll操作界面（二）、建立工程。首先，菜单“ File”New Project Wizard :打开工程向导。 QuaLftiis 丄丄CtrlfDClrLujteCt.-cleIij点击“ Next”，设定工程目录，制定工程名和顶层文件名。然后下一步。然后按照图片上的提示，选择器件。完成工程的建立和基本配置。（三）、新建原理图文件。菜单“File”New” 选择“ Design Files”下面的“ BlockDiagram/S

9、chematic File ”如下图。SChI. B Jd?i 惑f MiFwi9dBhaifBieiPfc59：iw6ldiMHPLRt剜苒1*04两风匚匕* Mei輸断 HawtardlMm” HUiran FhVaird p-41 *WJF_i F & h勺屛ardF_：HG- mcJiiwa肝财创Fk 勺RdlT ap JI Ln蛮 iXMpaa Fib-Di FitsisHCtlKfhOw* Ie F X - r r I，然后可在如下图所示的对话框中选择相应的逻辑元件，添加到系统中。_ t-i r/.DlbCTI-firi和J 垃匚4 I EEopwSlBm 白& pTdijlJM汕

10、Eg匕El b芒Bit YiOCb Injeii!詡n3 Bkibck厂 L-zin J i M -ud /j 門.q ii ih祀希Jid巩匚制屈祁晞iw .0Kji对元件进行连接，最后得到连接完成的电路，进行编译。如下编译成功后，建立测试文件。（四）、建立测试文件。如下图，选择向量波形文件。SjthIidJ XX|50氏日 ubd 刊Btcn4-IDossgriFil&g1HDL Ftekitik 0口1旳袖底0出龙FMEOlFFi#Juiw MGhre FI& zstenijIeiiD H2)L F leI dEcrpl Figed啊HDL畔ML F4MonrFiiteiH EMdaci

11、nal llniel F： inKrtl FId神日佰1出Ifili日厨OhFle- Vniri-jii-n/:才叮囚ny F IkI -Slilenn 5 zurc七s -md - rabs Fite -ogicAnaiyzBr Imeihc Eile. 3hTafj II Ldc|t l aa TIeiJHDC Iwlj 曲 F砧 -lac Sifibd FAQh-sri D BEcnztci Fitz vriu(jr DmJyh C-iivli-diriL Fit?Tdb口匸 I unwi添加测试信号量，如下图所示,点击“ Node Finder. ”，则配置如下然后，okok，则出现如

12、下界面。设定输入的值。修改End Time”和Grid size”分别为10ns和1us。并设定输入的值。Ji w boj i LsIwJs md D 4*脚沁*mmhi;爭-V宅1H-ieiT nt Ejer-rEi*JP. J elfl-b-BQihk9WDAfid pj酬0t m.UF -1I WITIP-却世金0弔；SLE 1BH- * KFVL4nEIH.和畳乖Grid Siii.,.趴JT !1罪（3fratt afii ）必 KU OrfcrpIv m保存设定的向量文件。然后进行编译。（五）进行仿真，根据输入的设定，观测输出Processing”simulator tools ，

13、打开仿真操作窗口。辜 Sinnl At car TnaJSirdaicniftMlt | Imre 讨ri -* srsBKSB L 匚 StM Cm】ML 盼s：Stir i.Llii+L血倨応 fiMicrT Ir.i U ti.j4iL0i. TLle5i,wl. Crajali.tLQB vid a ivaliili n3JtDLll+KLtrl*SLi.fl+B事柚* TukEHrad 3ja*JblLt 矗、麻詁 t 乳和 3iipaiiiiihctritiJ-aEc ixiilid址le-hLli H F L F w-T 4LalMl.il! fJill -i .-1= ini di i-rp -iP 赳忙訓 却 大十fi肉生 Mm in c dlp.r- 叶删brz：r厂 :亡曙 yrf held iflv ve 收iw d*feimr 丁皿詢mJvefc