数字电路_实验1: 逻辑门功能测试与功能变换实验报告

曾巧文 发布于:2012-5-1 16:27 分类:数字电路 标签: 实验 数字电路

2011-2012学年第 2 学期

 

 

 

1.实验目的

(1)熟练掌握QuartusII下数字逻辑电路的设计流程与设计方法;

(2)加深对常用逻辑门逻辑功能的认识,并培养利用基本逻辑门进行功能变换扩展的能力。

2.实验设备

  • 硬件:PC机 一台

数字电路实验教学平台 一台

  • 软件:Quartus II 6.0集成开发环境

3.实验内容

(1) 熟悉Quartus II 6.0集成开发环境,建立工程文件;

(2) 编写逻辑门功能测试与功能变换逻辑(与运算、或运算、非运算和复合逻辑运算)。

4.实验预习要求

(1) 仔细阅读附件一,了解Quartus II 6.0集成开发环境里的使用方法;

(2) 复习课本第一章的逻辑代数基础。

5.实验原理

基本逻辑门如74LS08(与门)、74LS32(或门)、74LS04(非门)、74LS00(与非门)都可以在电子供应市场上获得,QuartusII6.0集成开发环境也可调用类似的逻辑器件,而习惯的调用方式如:

andN (N输入的与门,如2输入的and2)

orN (N输入的或门,如2输入的or2)

nandN (N输入的与非门,如2输入的nand2)

xor (异或门)

not (非门)

QuartusII6.0下高电平可以通过调用器件VCC获得,对应逻辑电平"1",低电平可以通过调用器件GND获得,对应逻辑电平"0"。

在数字电路实验教学平台使用了8根FPGA的引脚,用以控制LED管的亮暗,PIN_n对应FPGA的n号管脚。因此,当PIN_n为高电平的时候,LED管截止,不发光。而当PIN_n为低电平的时候,LED管导通,发光。

 数字电路_实验1: 逻辑门功能测试与功能变换实验报告

图1 LED管控制接线图

 

在数字电路实验教学平台各个LED管对应的FPGA控制管脚如表1所示:

LED0 

LED1 

LED2 

LED3 

LED4 

LED5 

LED6 

LED7 

234

233

1

2

222

221

180

179

表 1 各LED管对应的FPGA控制管脚

拨码开关对应的FPGA控制管脚表2所示:

SW1

SW2

SW3

SW4

SW5

SW6

SW7

SW8

77

75

73

67

65

63

61

58

表2

6.实验步骤

(1) 启动Quartus II 6.0,利用建立工程向导建立一个工程文件。

(2) 建立一个原理图输入文件。

(3) 用LED的亮暗来验证各逻辑门的功能,设计逻辑电路,通过下载线下载逻辑到FPGA核心板上。

(4) 填写实验报告(可以在背面填写或者另添纸填写)。

(5)实验1 、2是基础实验,在完成基本实验的基础上可以任意发挥,设计自己的实验,视情况给予加分鼓励。

实验一 逻辑门功能测试与功能变换实验报告

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基础实验

  1. 设计逻辑电路来验证与门、或门、与非门、非门、异或门等基础逻辑门。请给出实验电路,并给出你的电路设计的原因。
  2. 分析实验现象,根据实验结果填写下列表中内容。

验证与门、或门、与非门功能

输 入

输 出

(与门)

输 出

(或门)

输 出

(与非门)

0 0  

     

0 1 

     

1 0 

     

1 1 

     

 

验证非门功能

输 入

A 

0  

1 

输 出

Q 

   

 

验证异或门功能

 

输入

A 

0 

0 

1 

1 

B 

0 

1 

0 

1 

输出

Q 

       

 

提高实验

1. 请设计课本P21页1-19的"运动员动作合格"判别电路。

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