数字逻辑实验报告心得

数字逻辑实验报告心得 数字逻辑实验报告心得1 数字电路中，最基本的逻辑门可归结为与门、或门和非门。实际应用时，它们可以独立使用，但用的更多的是经过逻辑组合组成的复合门电路。目前广泛使用的门电路有TTL门电路和CMOS门电路。 1、TTL门电路 TTL门电路是数字集成电路中应用最广泛的，由于其输入端和输出端的结构形式都采用了半导体三极管，所以一般称它为晶体管-晶体管逻辑电路，或称为TTL电路。这种电路的电源电压为+5V，高电平典型值为3.6V(≥2.4V合格);低电平典型值为0.3V(≤0.45合格)。常见的复合门有与非门、或非门、与或非门和异或门。 有时门电路的输入端多余无用，因为对TTL电路来说，悬空相当于“1”，所以对不同的逻辑门，其多余输入端处理方法不同。 (1)TTL与门、与非门的多余输入端的处理 如图1-1为四输入端与非门，若只需用两个输入端A和B，那么另两个多余输入端的处理方法是： 并联 悬空 通过电阻接高电平 请点击输入图片描述 第1页 共10页 图1-1 TTL与门、与非门多余输入端的处理 并联、悬空或通过电阻接高电平使用，这是TTL型与门、与非门的特定要求，但要在使用中考虑到，并联使用时，增加了门的输入电容，对前级增加容性负载和增加输出电流，使该门的抗干扰能力下降;悬空使用，逻辑上可视为“1”，但该门的输入端输入阻抗高，易受外界干扰;相比之下，多余输入端通过串接限流电阻接高电平的方法较好。 (2)TTL或门、或非门的多余输入端的处理 请点击输入图片描述 如图1-2为四输入端或非门，若只需用两个输入端A和B，那么另两个多余输入端的处理方法是：并联、接低电平或接地。 并联 低电平或接地 请点击输入图片描述 图1-2 TTL或门、或非门多余输入端的处理 (3)异或门的输入端处理 异或门是由基本逻辑门组合成的复合门电路。如图3.2.3为二输入端异或门，一输入端为A，若另一输入端接低电平，则输出仍为A;若另一输入端接高电平，则输出为A，此时的异或门称为可控反相器。 请点击输入图片描述 请点击输入图片描述 第2页 共10页 图1-3 异或门的输入端处理 在门电路的应用中，常用到把它们“封锁”的概念。如果把与非门的任一输入端接地，则该与非门被封锁;如果把或非门的任一输入端接高电平，则该或非门被封锁。 由于TTL电路具有比较高的速度，比较强的抗干扰能力和足够大的输出幅度，在加上带负载能力比较强，因此在工业控制中得到了最广泛的应用，但由于TTL电路的功耗较大，目前还不适合作大规模集成电路。 数字逻辑实验报告心得2 课程刚开始的时候，对eda技术很陌生，也感到很茫然，也非常没有信心，当接触到可编程器件的时候，看到大家同样感到很迷惘。或许，在学习eda的时候，我应该比别人更有些优势，在双学位计算机的课程里我已经学过《数字逻辑》，而eda的一些内容也是和《数字逻辑》直接相关联的。 通过一学期的努力学习，查阅了一些相关技术的书籍，书中通过大量的图示对pld硬件特性与编程技术进行了形象的讲解，不仅融合了之前学习的关于电路设计的知识还将eda的技术加入其中。对vhdl语言的详尽讲解更是让我深刻理解了vhdl语言的编程原理。由于本门课程是一门硬件学习课程，所以实验必不可少。通过课程最后实验，我体会一些vhdl语言相对于其他编程语言的特点。 第3页 共10页 在接触vhdl语言之前，我已经学习了c语言，汇编语言，而相对于这些语言的学习，，vhdl 具有明显的特点。这不仅仅是由于vhdl作为一种硬件描述语言的学习需要了解较多的数字逻辑方面的硬件电路知识，包括目标芯片基本结构方面的知识更重要的是由于vhdl描述的对象始终是客观的电路系统。由于电路系统内部的子系统乃至部分元器件的工作状态和工作方式可以是相互独立、互不相关的，也可以是互为因果的。这表明，在任一时刻，电路系统可以有许多相关和不相关的事件同时并行发生。例如可以在多个独立的模块中同时入行不同方式的数据交换和控制信号传输，这种并行工作方式是任何一种基于cpu的软件程序语言所无法描绘和实现的。传统的软件编程语言只能根据cpu 的工作方式，以排队式指令的形式来对特定的事件和信息进行控制或接收。在cpu工作的任一时间段内只能完成一种操作。因此，任何复杂的程序在一个单cpu的计算机中的运行，永远是单向和一维的。因而程序设计者也几乎只需以一维的思维模式就可以编程和工作了。 在学习的过程中，我深深体会到，学习不单单要将理论知识学扎实了，更重要的是实际动手操作能力，学完了课本知识，我并没有觉得自己有多大的提高，相反的，每次做完实验之后，都会感觉自己收获不少，因此，我认为在老师今后的教学当中，应当更加注重动手实验，把理论与实践很好的结合起来，才能使同第4页 共10页 学融会贯通。 数字逻辑实验报告心得3 、实验目的 1、熟悉实验室数字电路实验箱的使用方法。 2、熟悉门电路逻辑功能的测试方法。 3、熟悉常用SSI集成电路芯片的应用。 4、熟悉基于SSI的组合电路设计方法。 二、实验仪器和器材 数字逻辑电路实验实验箱一个;74LS00一块;74LS283一块;导线若干。 三、实验内容 1、在逻辑功能上测试74LS00集成电路的完好性。 2、用1片74LS00实现一个裁判表决电路。设裁判为A、B和C,其中A为主裁判，B、C为 副裁判。裁判用“0”表示否决，用“1”表示合格。仅当主裁判和一名或一名以上副裁判都认为运动员的动作合格时，输出L为“1”，指示灯亮，否则输出L为“0”，灯不亮。 3、用四位全加器74LS283设计一个代码转换电路，将四位BCD8421码转换成余3码(提 示：四位BCD8421码转换成余3码就是每一位的BCD8421码+0011)。 第5页 共10页 四、实验方法与实验结果 1.验证TTL集成电路的逻辑功能 (1)74LS00功能测试 74LS00是TTL门电路，其外部引脚如图一所示。内含四个2输入的与非门，其中A、B是输入端，Y是输出端。将因脚PIN14接电源VCC=5V，PIN7接地，将A、B通过实验箱的开关分别接逻辑“1”(高电平)和逻辑“0”(低电平)，输出Y接实验箱指示灯L，实验结果如表1所示。 数字逻辑实验报告心得4 1、THD-4型数字电路实验箱 2、器材： 74LS00 四-2输入与非门 74LS32 二输入四或门 74LS86 四-2输入异或门 74LS08 74LS04 实验内容 【实验方案设计】 1、TTL与非门的逻辑功能及应用 芯片的引脚号查法是面对芯片有字的正面，从缺口处的下方(左下角)，逆时针从1数起。芯片要能工作，必须接电源和地。本实验所用与非门集成芯片为74LS00四-二输入与非门，其引脚排列如图1-4所示。 第6页 共10页 图1-4 74LS00引脚排列 (1) 测试74LS00四-2输入与非门的逻辑功能 (2) 用74LS00实现或逻辑：，写出转换过程逻辑函数式，画出标明引脚的逻辑电路图，测试其逻辑功能，观测实验结果。 请点击输入图片描述 请点击输入图片描述 采用74LS00实现以上逻辑函数的电路如下图所示： (3) 用74LS00实现下表所示的逻辑函数。写出设计函数式，画出标明引脚的逻辑电路图，并验证之。 输入输出输入输出A B CYA B CY0 0 00 0 10 1 00 1 100011 0 01 0 11 1 01 1 10011 (请在此处写出逻辑表达是并根据上面的例子画出电路图， 如果用Word画图不方便，可以先画在纸上，拍照后粘贴在此处) 2. 用74LS86设计一个四位二进制取反电路。写出设计函数式，列出功能表，画出标明引脚的逻辑电路图，并通过实验验证之。 (请在此处写出逻辑表达是并根据上面的例子画出电路图， 如果用Word画图不方便，可以先画在纸上，拍照后粘贴在此处) 3. 用与非、与、或等基本逻辑门设计一个无弃权三通路表决器，既当输入为两个1时输出为1。 数字逻辑实验报告心得5 第7页 共10页 首先，通过对这门课程相关理论的学习，我掌握了eda的一些基本的的知识，现代电子产品的性能越来越高，复杂度越来越大，更新步伐也越来越快。实现这种进步的主要原因就是微电子技术和电子技术的发展。前者以微细加工技术为代表，目前已进入超深亚微米阶段，可以在几平方厘米的芯片上集成几千万个晶体管;后者的核心就是电子设计自动化eda(electronicdesign automatic)技术。eda是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术的最新成果而开发出的电子cad通用软件包，它根据硬件描述语言hdl完成的设计文件，自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局布线及仿真，直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。 eda技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。 其次，通过对课程的实验的学习，我对eda的学习和理解有了更深刻的认识和体会。我们团队共四个人，做的是两层电梯控制器，作为这个实验的一员与负责人，我感到很有压力。因为只对课本知识的学习，我对实验做成功的把握不是很大。因为我们是机械专业，学习电的知识也主要是通过大二学的《电工学》，因此只能对数字逻辑与数字电路有初步的了解，而eda是在数字电路发展到一定阶段的产物，因此学习起来也很费力。 然而，在我们团队的共同努力下，我们最终成功地完成了这第8页 共10页 个实验，包括时序仿真和硬件测试仿真，都取得了非常成功地效果。 在上实验课的时候，那个周六下午，整个实验室只有那寥寥几人，我很庆幸我是其中的一人，因为在那里我学习到了很多，我完成了上次实验没有完成的扫描显示的实验，也完成了步进电机控制器的实验，还在老师的指导下完成了梁祝音乐演示实验，最后在晚上我也去了实验室，和我们团队成员开始进行两层电梯控制器的设计，通过一个晚上的努力，我们最终把它给调试了出来。 通过实验，我激发了eda学习的兴趣，也对这门课程有了更深的理解，对eda设计软件quarterⅡ的使用也更加熟练。老师给我们的材料中，用的是gal器件，我们最终用的是fpga器件，也就是ep1k10tc100—3芯片，我们分析了电梯在整个运行过程中的状态，并参考资料写出了状态图，然后根据状态图用有限状态机来实现了各个状态之间的转换，进而实现了对电梯的控制。 在设计过程中，我们遇到了很多困难，尤其是在电梯开门于关门那个自动控制方面，起初我想用一个延迟信号赋值语句解决这个问题，但是由于这个延迟在综合器里面不能得到体现，综合器在综合是会忽略after之后的延迟，因此我该用了一个计数器溢出的底层元件。通过元件例化语句实现在顶层文件中对其的调用。 第9页 共10页 在完成vhdl的编辑以后，进行编译，结果出现了很多错误，在我们细心的检查和排 对这门课程的最大收获除了学习到了知识以外，更重要的是让我明白了一个道理：只要全身心的投入到一件事中，并且要有持之以恒的决心，就一定会有收获。有的人觉得自己做不出来，就网上搜一个了事，但是，放弃一次黑暗中摸索的经历，就放弃了一次成长的机会!如果你付出了，没有收获。那只能说，是付出的还不够多。 我想我对eda的学习只能算是个入门，这个领域的发展空间非常大，应用范围也非常广泛，而且我相信在将来还会有更加广阔的应用前景。因此在以后的学习过程中，我不能因为课程学习的结束而结束了我对这个领域的探索，相反我会更加努力的去学习它。感谢老师孜孜不倦的教诲，让我不仅学到了知识，也学到了做人做事的一些道理，为我提供了很多帮助。在接下来的学习生涯中，我会继续努力，努力扎实地学习专业知识，实现自己的理想。 数字逻辑实验报告心得 第10页 共10页