multisim实验二 组合逻辑电路实验 blueee的学习笔记
实验二 组合逻辑电路实验
一、实验目的
1、通过实验,能熟练掌握信号发生器、示波器、字信号发生器和逻辑分析仪等常见仪器的使用,并能使用上述器件构建电路仿真所需的输入信号、查看仿真的结果输出;
2、通过实验,加深对译码器、数据选择器等常见集成组合逻辑电路的理解,掌握有上述集成器件的电路的分析和设计方法,并能在multisim中完成相关的仿真验证;
二、实验原理
1、“8-3”编码器、“3-8”译码器,8选一数据选择器、七段数码显示译码器的功能表见教材相关章节;
2、数据选择器和译码器实现逻辑电路见教材对应章节;
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 编码器
在multisim器件库选择一实现83编码功能的器件,完成下面实验内容;
- 使用相关器件和仪器,完成83编码器的功能仿真和验证,并记录实验相关内容(预习时自行完成);
4.2 译码器
1.在multisim中选择一38译码器,完成下面实验内容:
1)使用相关器件和仪器,完成38译码器的功能仿真和验证,并记录实验相关内容(预习时自行完成);
2)使用选定的38译码器,实现一三人表决电路,并完成该电路的功能仿真与验证,记录相关实验内容;
2. 在multisim中选择一七段数码译码器,完成下面实验内容:
1)使用相关器件和仪器,完成七段数码译码器的功能仿真和验证,并记录实验相关内容(预习时自行完成);
- 设计一电路完成一位数码显示电路,能显示以8421BCD码形式给出的任意一个十进制数,要求使用选定的数码译码器完成,并完成该电路的功能仿真与验证,记录相关实验内容;
4.3 数据选择器
在multisim器件库选择八选一数据选择器,完成下面实验内容;
1.使用相关器件和仪器,完成八选一数据选择器的功能仿真和验证,并记录实验相关内容(预习时自行完成);
2.使用选定的八选一数据选择器,实现一三人表决电路,并完成该电路的功能仿真与验证,记录相关实验内容;
五、实验记录和实验结果
5.1 编码器
- 给出所选定的编码器的型号、引脚图,给出其功能表,并对功能做简要描述(请预习时完成)
74LS148N
7段翻译功能(LT=1、RBI=1)
灯测试输入端(LT)和动态灭零输入端(RBI)连接无效电平时,输入DCBA通过7448译码,输出高电平有效的7段文字显示器的驱动信号,显示相应的文字。除了DCBA=0000,RBI还可以连接低电平,表1中可以看到1~16行。
隐藏功能(BI=0)
此时BI/RBO端作为输入端,当该端输入低电平信号时,表1倒数第三行,无论LT和RBI输入什么电平信号,无论输入DCBA为什么状态,输出都是0,7段显示器熄灭。该功能主要用于多显示器的动态显示。
灯光测试功能(LT=0)
此时,BI/RBO端作为输出端,端输入低电平信号时,表1的最后一行与DCBA输入无关,输出均为1,显示器的7个字段点亮。该功能用于7段显示器测试,判断是否有损坏的段落。
动态灭零功能(LT=1,RBI=1)
此时BI/RBO端也作为输出端,LT端输入高电平信号,RBI端输入低电平信号,此时DCBA=0000,表1倒数第2行,输出均为0,显示器熄灭,不显示此零。DCBA≠0对显示没有影响。该功能主要用于多个7段显示器同时显示时关闭上位的零。
- 在所设计电路基础上,增加适当器件和仪器,实现对所设计电路的功能仿真和验证,要求简要说明仿真和验证思路,记录验证电路和输入信号,仿真结果及结论
实验目的:仿真83编码功能
通过对D0~D7的依次输入有效值记录A0~A2的输出值。
当电路输入D3为有效值0其余地址输入为无效值1且EI控制输入0为有效时,当有A2A1A0依次输出:011
查看波形图可知4信号有效下降沿时,幂桥10,10,11依次代表A0,A1,A2为110
5.2 译码器
1.38译码器;
1)给出所选定的译码器的型号、引脚图,给出其功能表,并对功能做简要描述(请预习时完成)
74LS138N:
A0~A2:地址输入端
Y0~Y7:输出端(低电平有效)
G1: 输入控制端(高电平有效)
G2A\G2B: 输入控制端(低电平有效)
A0~A2对应Y0——Y7;A0,A1,A2以二进制形式输入,然后转换成十进制,对应相应Y的序号输出低电平,其他均为高电平;
2)给出使用译码器器实现三人表决器过程及设计的电路(预习时完成)
3)在所设计电路基础上,增加适当器件和仪器,实现对所设计电路的功能仿真和验证,要求简要说明仿真和验证思路,记录验证电路和输入信号,仿真结果及结论
三人表决器功能实现:只有两位或两位以上的成员同意时输出结果为真,可画出真值表:
此时,将输入放入138只有输出Y3 Y5 Y6 Y7输出为真,将输出为1的连上与非门即可获得三人表决器的输出。
验证查看A B C 输入分别为101时6输出为1
- 七段显示译码器;
1)给出所选定的七段显示译码器的型号、引脚图,给出其功能表,并对功能做简要描述(请预习时完成)
74ls47d:
A~D :地址输入端
OA~OG :输出端(低电平有效)
RBI 和BI\ RBO :自动前、后沿灭零控制
LT :试灯
74LS47是BCD-7 段数码管译码器驱动器,74LS47 的功能用于将BCD 码转化成数码块中的数字,通过它来进行解码,可以直接把数字转换为数码管的数字,从而简化了程序,节约了单片机的IO开销。因此是一个非常好的芯片!
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输出的高、低电平信号。常用的译码器电路有二进制译码器、二–进制译码器和显示译 码器。译码为编码的逆过程。它将编码时赋予代码的含义“翻译”过来。实现译码的逻辑电路成为译码器。译码器输出与输入代码有唯一的对应关系 74LS47 是输出低电平有效的七段字形译码器,它在这里与数码管配合使用,表2.1列出了74LS47的真值表,表示出了它与数码管之间的关系。
2)给出七段数码显示器的功能仿真和验证电路,并记录其过程及相关数据。
3)给出利用选定的七段数码显示器设计的1位十进制数码显示电路,给出功能仿真验证电路、相关输入信号,仿真结果及结论
通过J1和74LS47D相连可以以8421bcd码的方式控制数码显示管
此时的第二位和第三位下拨输出高电平信号分别传入74ls47d的B和C中与数码显示管相连即可输出数字6。
第二位与第三位分别代表2与4,获得数字6显示,功能正确。
所以功能仿真成功。
5.3数据选择器
- 给出所选定的数据选择器的型号、引脚图,给出其功能表,并对功能做简要描述(请预习时完成)
74LS151N:
D0 ~D7:地址输入端
A~C: 地址选择端
~G:使能端,控制运转(低电平有)
Y: 输出
~W:输出的非
- 给出使用数据选择器实现三人表决器过程及设计的电路(预习时完成)
- 在所设计电路基础上,增加适当器件和仪器,实现对所设计电路的功能仿真和验证,要求简要说明仿真和验证思路,记录验证电路和输入信号,仿真结果及结论
因为输出Y是由ABC决定的地址输入D,所以可将D0~D7固定为00010111,使得固定D0~D7可输出相应的Y值符合三人表决器,此数据由三人表决器得来:
验证其结果是否符合三人表决器,选择ABC分别输入001时
分析可知此时输出Y为0结论符合三人表决器
所以仿真成功
六、实验预习要求
- 实验前认真阅读本实验指导;
- 熟悉multisim中相关操作及相关器件。
- 完成四和五中要求预习时完成的内容。
七、思考题。
1、完成对组合逻辑电路设计、功能仿真及验证的步骤有哪些?
- 根据任务的要求,列出真值表;
- 用卡诺图或代数化简法求出最简的逻辑表达式;
- 根据表达式,画出逻辑电路图,用标准器件构成电路;
- 最后,用实验来验证设计的正确性。
新手第一次写文章,有问题请多指教
最后标注参考文章:
【Multisim仿真】74LS47译码器驱动共阳数码管显示(0-8)数字显示
https://blog.csdn.net/weixin_42880082/category_11815729.html
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