一、实验目的

1、通过实验，加深对模拟信号、数字信号认识，能熟练掌握信号发生器、数字万用表、示波器等常见仪器的使用；

2、验证常见的门电路的功能，掌握简单组合逻辑电路的设计与仿真；

二、实验原理

1、熟练使用MULTISIM中的信号发生器、字信号产生器、示波器和数字万用表等器件，完成常见模拟信号、数字信号的产生、显示，并比较模拟信号和数字信号的差别；

2、利用信号发生器或字信号产生器产生合理的信号，验证常见门电路的功能\真值表；

3、利用组合逻辑电路分析步骤及原理分析给定逻辑电路功能，并在multisim中实现该电路的功能仿真和验证；

4、根据组合逻辑电路设计步骤和原理设计给定功能的组合逻辑电路，并完成其功能仿真及验证。

三、实验设备和器材

电脑、multisim电路仿真软件（版本不限）

四、实验内容和步骤

4.1 常见仪器使用

1. 使用信号发生器产生幅值为5V、频率为1000Hz的正弦和三角波，并用示波器观察，记录波形产生的步骤、设置的参数、相关电路及波形；

2. 使用信号发生器产生幅值为5V、频率为5000Hz的方波，并用示波器观察，记录波形产生的步骤、设置的参数、相关电路及波形；

3.使用字信号发生器产生“00000001H”“00000002H”的周期字信号，信号频率为2KHz，并用示波器或逻辑分析仪观察非零位的波形，记录字产生的步骤、设置的参数、相关电路及波形；

4.2 门电路功能仿真与验证

写出2输入的与门、或门、与非、或非和同或门等5个门的真值表，从multisim中找到对应的器件，使用信号发生器或字信号产生器设计产生相关输入信号，并设计相关验证电路，验证门电路的功能，记录5个门对应的器件型号，验证的电路及输入信号、验证结果数据。

4.3组合逻辑电路分析与仿真

分析下图电路功能，并在multisim中完成该电路的功能仿真。

4.4组合逻辑电路设计与分析

设计一三人表决电路，并在multisim中完成该电路的功能仿真。

五、实验记录和实验结果

5.1 常见仪器使用

记录幅值为5V、频率为1000Hz的正弦和三角波波形产生的步骤、设置的参数、相关电路及波形：

在Multisim中选择函数发生器与示波器，函数发生器振幅设置为5V频率，为1000Hz选择正弦波形与三角波形

记录幅值为5V、频率为5000Hz的方波波形产生的步骤、设置的参数、相关电路及波形

在Multisim中选择函数发生器与示波器，函数发生器振幅设置为5V频率，为5000Hz选择方波波形

记录“00000001H”“00000002H”的周期字信号产生的步骤、设置的参数、相关电路及波形；

在multisim中选择字发生器选择16进制，设置缓冲区大小为0004

5.2 门电路功能仿真与验证

1. 记录5个门电路对应的器件，并作简单说明；

与或门           同或门            与门               或非门           或门

1. 画出功能验证的电路（可直接截图）；

给出功能验证和仿真的门电路各输入信号，要求记录产生各输入信号的器件及相应参数设置和产生的波形；

1. 

1、2代表输入的两组信号；3代表与或门 ； 6代表或非门 ；11代表同或门；8代表与或门；7代表或门，输入输出均为方波信号，见5.1.3

自行设计表格记录5个门的功能验证和仿真结果并得出结论

输入1	输入2	实验与门	实验或门	实验与非门	实验或非门	实验同或门
0	0	0	0	1	1	0
0	1	0	1	1	0	1
1	0	0	1	1	0	1
1	1	1	1	0	0	0

实验结果全部正确

与门：所有输入为高时，才会有输出高。逻辑函数表示为F=A*B。

或门：所有输入为低时，才会有输出低。逻辑函数表示为F= A + B

与非门：所有输入为高时，才会有输出低。

或非门：所有输入为低时，才会有输出高

同或门：与异或门相反。输入相同时输出为高，否则为低

5.3组合逻辑电路分析与仿真

给出4.3中电路功能分析过程，得出电路功能（按教材中组合逻辑电路分析步骤分析）

P1=非ABC

P2=非(B*P1)

P3=非(A*P1)

P4=非(C*P1)

F=非(非(A*ABC) *非(B*ABC) *非(C*ABC))

真值表：

A	B	C	P1	P2	P3	P4	F
0	0	0	1	1	1	1	0
0	0	1	1	1	1	0	1
0	1	0	1	0	1	1	1
0	1	1	1	0	1	0	1
1	0	0	1	1	0	1	1
1	0	1	1	1	0	0	1
1	1	0	1	0	0	1	1
1	1	1	0	1	1	1	0

电路功能：

三输入同或门：三输入端中只有三个值相同时才输出“1”

.在multisim中实现该电路，记录所用器件及最后电路

给出功能验证和仿真电路各输入信号，要求记录产生各输入信号的器件及相应参数设置和产生的波形；

1. 

输入端1、2、3代表A、B、C

输入端4、5、6、7代表P1、P2、P3、P4

输入端8代表F

自行设计表格记录电路的功能验证和仿真结果并得出结论

实验测得的真值表如下

结果与分析一致，达到实验效果

5.4组合逻辑电路设计与仿真

1、给出4.4中电路设计过程，得出电路（按教材中组合逻辑电路设计步骤设计）

设计一三人表决电路，并在multisim中完成该电路的功能仿真。

真值表：

A	B	C	F
0	0	0	0
0	0	1	0
0	1	0	0
0	1	1	1
1	0	0	0
1	0	1	1
1	1	0	1
1	1	1	1

2.在multisim中实现该电路，记录所用器件及最后电路

1. 给出功能验证和仿真电路各输入信号，要求记录产生各输入信号的器件及相应参数设置和产生的波形；

自行设计表格记录电路的功能验证和仿真结果并得出结论

真值表：

A	B	C	F
0	0	0	0
0	0	1	0
0	1	0	0
0	1	1	1
1	0	0	0
1	0	1	1
1	1	0	1
1	1	1	1

与实验结果一致

六、实验预习要求

1. 实验前认真阅读本实验指导；
2. 熟悉multisim中相关操作及相关器件。
3. 完成5.3和5.4的第1项内容。

七、思考题

1.使用字信号发生器产生不同类型字信号的步骤和参数设置。

(1)先关闭仿真开关，删除集成门电路以外的其他元件。在右侧虚拟仪器库中的“字发生器”(Word Generator)按钮，调出字信号发生器图标，再点击虚拟仪器库中的“逻辑分析仪”(Logic Analyzer)按钮，调出逻辑分析仪图标，

(2)双击字信号发生器图标，将打开它的放大面板它是一台能产生32位(路)同步逻辑信号的仪表。

(3按下放大面板的“控制”(Controls)栏的“循环”(Cycle)按钮，表示字信号发生器在设置好的初始值和终止值之间周而复始地输出信号:信号以十六进制显示;“触发”(Trigger)栏用于选择触发器的方式:“频率”(Frequency)栏用于设置信号的频率，将它设置为1kz。

(4)点击放大面板右边8位字信号编辑区进行逐行编辑从上至下载栏中输入十六进制的

2、使用逻辑分析仪分析电路功能的步骤

1.使用逻辑分析仪,首先要构建几个信号

2.然后找到GROUND,Multisim软件的运行必须接地。

3.,在右侧菜单栏选择逻辑分析仪然后放置在电路图中,可以找到逻辑分析仪。

4.首先连接好电路, ,双击逻辑分析仪,就可以看到输入信号的波形。

5然后如果输入信号是多通道，可以双击导线，改变导线颜色，然后双击逻辑分析仪，可以看到输入信号的波形，三种颜色的波形，方便查看。