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实验报告书
实验名称：实验二：组合逻辑电路设计与测试 班级： 20100824 20100824
学 号： 姓 名： 时间： 成绩：
2012年11月8日
指导教师：
施齐云
电工电子教学中心
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设计报告
一、 实验目的
1. 2. 3. 4.
掌握组合逻辑电路的设计方法及调试技巧。
熟练掌握常用MSI组合逻辑芯片的功能及使用方法。
熟悉PLD实验箱的结构和使用基于QuartusⅡ软件的基本操作。
掌握采用QuartusⅡ软件和附录中的实验箱设计与实现组合逻辑电路的基本过程。
二、 实验设备与器件
数字电路教学实验箱ZXS-1
三、 实验设计要求及方案设计
1. 设计选题A：四人表决器 （1） 设计要求
① 用一片双4选1数据选择器和适当的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。 ② 完成对逻辑设计的波形仿真。
③ 将设计下载到附录A中的实验箱并进行硬件功能测试。要求：四个输入变量的状态用四个开关来控制，输出状态用一个发光二极管来显示。少于三人同意时，灯不亮，表示未通过；否则灯亮，表示通过。 （2） 设计原理
① 设计过程或原理说明
根据数据选择器的特性，可写出并化简逻辑表达式： Y=m3﹡1C3+m5﹡2C1+m6﹡2C2+m7﹡1
根据该逻辑化简式可进行逻辑电路设计。 ② 逻辑电路图（仿真电路图）
表决器逻辑电路图如下图所示。
（3） 分配方案设计
① 下载电路及其设计说明
根据下载要求和附录A中的实验箱结构，设计用开关
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BM5,BM6,BM7,BM8分别表示三个输入A,B,C,D,用L2路的绿灯G2来显示输出状态，则应将输出Y分配给绿灯数据线（阳极）GREEN，同时将L2路的位线（共阴极线）接成低电平，而将其他的三路的位线L1,L3,L4接高电平使其封锁。因此表决器下载电路图下图所示。
② 管脚分配
A-----101，B-----102，C----103，D-----104，Y-----33 L1----34，L2-----30，L3----12，L4-----14
2. 设计选题A：一位二进制全减器 （1） 设计要求
① 用译码器和适当的门电路设计一个1位二进制全减器。 ② 完成对逻辑设计的波形仿真。
③ 将设计下载到附录A中的实验箱并进行硬件功能测试。要求：用三个开关分别作为被减数、减数和低位借位输入，输出结果（向高位借位和本位差）分别用一组彩灯中的两种颜色发光二极管来显示。 （2） 设计原理
① 设计过程或原理说明
② 逻辑电路图（仿真电路图）
一位全减器逻辑电路图如下图所示。
（3） 分配方案设计
① 下载电路及其设计说明
根据下载要求和附录A中的实验箱结构，设计用开关BM6,BM7,BM8
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分别表示三个输入被减数A、减数B和低位借位输入CI,用L3路的绿灯G3来显示本位差、红灯R3显示向高位借位，则应将输出Y分配给绿灯数据线（阳极）GREEN、输出CO分配给红灯数据线（阳极）RED，同时将L3路的位线（共阴极线）接成低电平，而将其他的三路的位线L1,L2,L4接高电平使其封锁。因此一位全减器下载电路图下图所示。
② 管脚分配
A-----102，B-----103，CI----104，Y-----33，CO-----13 L1----34，L2-----30，L3----12，L4-----14
3. 设计选题C：数值比较器 （1） 设计要求
① 用最少的与非门设计一个两位无符号的二进制数比较器。 ② 完成对逻辑设计的波形仿真。
③ 将设计下载到附录A中的实验箱并进行硬件功能测试。要求：用四个开关作为两个两位二进制数的数据输入端，比较结果即输出逻辑函数R（小于）、Y（等于）、G（大于）分别用一组彩灯中的红色、黄色和绿色发光二极管显示。 （2） 设计原理
① 设计过程或原理说明
② 逻辑电路图（仿真电路图）
数值比较器逻辑电路图如下图所示。
（3） 分配方案设计
① 下载电路及其设计说明
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根据下载要求和附录A中的实验箱结构，设计用开关BM5,BM6,BM7,BM8分别表示四个输入A1、A0、B1、B0,用L3路的绿灯G3来显示大于、黄灯Y3显示等于、红灯R3显示小于，则应将输出G分配给绿灯数据线（阳极）GREEN、输出Y分配给黄灯数据线（阳极）YELLOW，输出R分配给红灯数据线（阳极）RED，同时将L3路的位线（共阴极线）接成低电平，而将其他的三路的位线L1,L2,L4接高电平使其封锁。因此数值比较器下载电路图下图所示。
② 管脚分配
A-----101，B-----102，C----103，D-----104， G-----33， Y-----15， R-----13，
L1----34， L2-----30，L3----12，L4-----14
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