数字逻辑实验、知识点总结(精编文档).doc
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数字逻辑实验报告、总结
专业班级：计算机科学与技术3班 学号：41112115 姓名：华葱
一、 实验目的
1． 熟悉电子集成实验箱的基本结构和基本操作
2． 通过实验进一步熟悉各种常用SSI 块和MSI 块的结构、
各管脚功能、工作原理连接方法
3． 通过实验进一步理解MSI 块的各输入使能、输出使能的
作用（存在的必要性）
4． 通过实验明确数字逻辑这门课程在计算机专业众多课
程中所处的位置，进一步明确学习计算机软硬件学习的
主线思路以及它们之间的关系学会正确学习硬件知识
的方法。
二、 实验器材
1． 集成电路实验箱
2． 导线若干
3． 14插脚、16插脚拓展板
4． 各种必要的SSI 块和MSI 块
三、 各次实验过程、内容简述
（一） 第一次实验：利用SSI 块中的门电路设计一个二进制一
位半加器
1. 实验原理：根据两个一位二进制数x 、y 相加的和与
进位的真值表，可得：和sum=x 异或y ，进位C out =x
×y 。相应电路：
2. 实验内容：
a) 按电路图连接事物，检查连接无误后开启电源
b) 进行测试，令 Sum Cout y>={<0,0>,<0,1>,<1,0>,<1,1>}，看输出位sum 和C out 的变化情况。 c) 如果输出位的变化情况与真值表所述的真值相 应，则达到实验目的。 （二） 第二次实验：全加器、74LS138译码器、74LS148编码器、 74LS85比较器的测试、使用，思考各个输入、输出使能 端的作用 1. 实验原理： a) 全加器 i. 实验原理： 在半加器的基础上除了要考虑当前两个二进制为相 加结果，还要考虑低位（前一位）对这一位的进位 问题。由于进位与当前位的运算关系仍然是和的关 系，所以新引入的低位进位端C in 应当与当前和sum 再取异或，而得到真正的和Sum ；而进位位C out 的 产生有三种情况： C in >={<1,1,0>,<1,0,1>,<0,1,1>},也就是说当x 、y 、 C in 中当且仅当其中的两个数为1，另一个数为0的 时候C out =1，因此：C out =xy+xC in +yC in 得电路图（也 可以列出关于C in 的真值表，利用卡诺图求解C in 的 函数表达式）： ii. >的8中 指，y ，C in x y C in Sum C out iii. 如果输出位的变化情况与真值表所述的真值相 应，则达到实验目的。 b) 74LS138译码器 i. 实验原理：译码器是一个能够将一串序列号（我 个人理解为地址）所对应的有序编号（按照某种 认为约定）进行表达的电子逻辑器件，74LS138 译码器是译码器的一种，它能够将一个与十进制 整数值等值的二进制序列翻译为相应的十进制 值，将信号输出在相应的数据线上。原理：每一 个一位（0~7）十进制值Y i 都对应一个三位二进 制序列的表达，也就对应一个极小项m i ，即 Y i =m i ，则可根据m i 对应的三个输入变量组合设 计门电路（例如Y 5=m 5=ABC ）。将这8个十进制 值都做这样的门电路设计，在进行相应的封装、 集成，就形成了这种3-8译码器，其外部逻辑状 态如图所示： ii. 实验内电路，将使能端按 0≤i ≤7}测试译码器，观察各个输出端Y i 是否正 确输出，如果能，则达到实验目的。 iii. 思考：G 1,G 2A ,G 2B 作用。 1. G 1的作用：G 1在3-8译码器中起开启/封锁各 与门的作用，它的存在决定了该3-8译码器 芯片是否工作，因此如果需要拓展译码输入 的位数由3位到多位，则需要利用该使能端。__ 。 。 。 。 。 。 。 。 如：若需要设计一个4线-16线译码器，则可 用最高位N 3控制G 1，因为如果N 3为0则表 明输入实际上是3位二进制，译码只许一块 3-8译码器，但如果N 3为1则表明输入为4 位二进制，则需要开启第二块74LS138工作， 因此可以通过N 3的值驱动第二块74LS138， 所以N 3可以接到第二块74LS138的G 1端。 2. G 2A 的作用：如1所述，当N 3的值为1（N 3 N 2N 1N 0所对应的十进制大于7了），则第二 块74LS138需要启用，但由于Y i 的i > 7因此 第一块74LS138不再有译码输出，因此第一 块74LS138需要被封锁，这如果用第一块 74LS138的G 1来控制，这将会破坏译码器器 件使能输入的一致性（标准性）影响将来进 一步的级联拓展（这将在3中具体说明）。 G 2A 的存在就解决了这个问题，N 3可以通过 G 2A 来控制第一块74LS138的工作状态，而不 影响整个4线-16线译码器的使能。 3. G 2B 的作用：考虑到整个4线-16线译码器的 使能控制以及译码器器件输入使能的一致 性，即人们希望设计出来的4线-16线译码器 能够像74LS138一样具有三个使能端，第一 个高有效，第二、三两个低有效，这样可以 方便进一步的级联扩展，则有必要存在一个 低有效使能端作为整个4-16译码器的第一个 低有效使能端，而3-8译码器的G 1和G 2A 已 被占用，不能承担此项工作，这就是G 2B 存 在的意义。 4. 其实根据我个人的理解，G 1,G 2A ,G 2B 存在的意 义并不是为方便级联拓展，因为级联的含义 是前一个译码器的输出作为后一个译码器的 输入，它解决的是n线-(8n-1)线(n为3的倍数) 译码器设计，而4-16译码器（具体电路如图 所示）的结构并不是两个74LS138级联，而 是并联。 （注：由于我对译码器的级联比较熟悉，而对译码器的并联较为生疏，因此我在此只做译码器并联的复习，级联的问题省略） c) 74LS148编码器 i.实验原理：当译码器的输出端数量小于输入端数量 的时候，译码器就成为了编码器。按照我的理解，我 认为编码器的工作于译码器的工作互逆，如前所述， 译码器是将一个十进制整数对应的二进制翻译到对 应以这个十进制为下标的数据线上，而编码器的工作 机制则相反，它能够通过判断哪根数据线上有数据信 号，则将其还原为数据线下标十进制值对应的二进制 代码，并将其结果输出。如果将一个74LS138的8个 输入端分别接到一个74LS148对应的8个输入端，构 成一个组合电路，并让它正常工作，那么输入的三位 二进制数将先被翻译成相应数据线上的内容，再输入 到编码器里面又编码回对应的三位二进制数，即输入 什么将输出什么，相当于什么都没有做，因此我认为 编码器工作原理与译码器工作原理互逆。其外部逻辑 状态为： i i.实验内容：在每一个I i （0≤i ≤7） 对应的管脚上先后分别输入信号，观察A 2A 1A 0的输出信号变化，如 果输出对应的二进制值与i 相等则达到实验目的。 i ii.思考：编码器为什么要有优先权？两个输出使能 GS 和EO 的存在有什么意义？ 经过测试，同时在编码器的多个输入管脚I i 上送入 信号，输出信号的值总是与下标i 最大的I i 数据线 对应的值相等，即其输入到其他下标较小的管脚中 的信号没有被编码。产生这个现象的原因就在于编 码器的编码存在优先权。反过来想，如果编码器没 有优先权，那么当多个数据输入到编码器中，则编 码器无法判断输入的数据究竟哪一个该编码，进而 导致输出错误。因此，编码需要考虑优先权。应用： 医院里的病房都分一般病房和重症监护室，由于重 症监护室的病人更需要时时关注，那么当同时有两 个求助信号从病房送到护士站的时候，如果其中一 个信号来自一般病房，另一个来自重症监护室，在 护士站受到的信号应是来自重症监护室的求助信 号，而那个一般病房的信号将由于优先权低于重症 监护室的信号而被“忽略”。另外，编码器还可用 作数据寻址，将一个数据信号翻译为其对应的地 址，在计算机内部的数据总线上，挂有若干的外部 设备，当外部设备需要进行某种工作时，都要向CPU 发送请求，这个请求将对应一个地址，使得CPU 在该地址取相应的指令来授权该外部设备工作，当同一时刻有多个外部设备向CPU 发送请求时，由于编码器具有优先权选择性，CPU 将选择对应编码优先权最高的外部设备做授权工作。这样就不会由于若干的外部设备共享一根数据总线，发送求的时候产生混乱。 输出使能EO 的作用：与译码器类似，EO 用作级联扩展，当第一块74LS148的输入全部无效时，也就是需要编码的信号I i 中i 大于7，也就是在下一块74LS148的某个输入管脚，此时第一块74LS148的EO 为有效输出，而第二块需要开启工作，因此应把第一块74LS148的EO 接到第二块74LS148的EI 上，与74LS138类似，它能解决 (8n-1)线-n 线(n 为3的倍数)的编码器设计问题。 输出使能GS 的作用：此问题仍然与译码器类似， GS 不是供74LS148级联的而是供它并联，解决(8n-1) 线-n 线(n 不是3的倍数)编码器的设计问题，比如 设计一个16线-4线编码器。下面就16线-4线编码 器的设计谈一谈我的收获：16线输入的编码器与 74LS148的区别在于它需要编码的信号不一定在 I 0~I 7中，还有可能在I 8~I 15中。就此需要分类讨论， 当需要编码的信息落在I 0~I 7范围内，也就是编码 后的四位二进制结果最高位A 3为0，那么第一块 74LS148一定要使能，而74LS148没必要开启。当 需要编码的信息落在I 8~I 15也就是编码后的四位二 进制结果最高位A 3为1，而编码结果的后三位由第 一块74LS148的输出端A 2A 1A 0输出。综上所述，编 码结果的最高位为0时，也就是I i 的i 小于7时， 第二块74LS148不工作，而编码结果的最高位A 3 为1时，也就是I i 的i 大于7时，输入信号从第二 块74LS148的相应管脚输入，第一块74LS148的所 有输入均无效，其EO 有效输出，因此第二块 74LS148必须要工作，而能够标志这种输入范围和 是否工作关系的信号就是GS 信号，恰好可以让第 一块74LS148的EO 使能第二块74LS148（接到其 EI 上）因此GS 就正是我们要找的编码结果的最高 位A 3。具体电路如图所示： d).74LS85比较器的测试 i.实验原理：比较两个二进制数的方法是从最 高位开始，依次比较每一位。在比较到第i 位时， 不仅要看两个二进制数第i 位的大小，还要看第 i-1位的比较结果，由二者共同决定第i 位的比较 结果。74LS85的内部逻辑状态原理：在比较两个 数A 、B 的第i 位A i 和B i 时，如果A i >B i ，则一定 有A i =1，B i =0，将此情况记为PG i ，则PG i =A i B i ； 同理，A i PE i ， 则应该考虑两种：A i =1，B i =1和A i =0，B i =0，__ __ 因此PE i = A i ⊙B i （可用与或非门实现）。74LS85 是四位比较器，每一位比较的原理都如此，比较 结果再和第i-1位的比较结果进行综合处理。具 体外部逻辑状态为： i.实验内容：置入任意的，分别测 试< ALTBIN , AEQBIN , AGTBIN >={<1,0,0>,<0,1,0>,<0,0,1>}，观察相应的输 出，< ALTBOUT , AEQBOUT, AGTBOUT >是否正确， 如果正确，则达到实验目的。 ii.思考：如果比较的位数为8位，该如何利用74LS85 设计电路？ 当需要比较的数据为8位时，则将这两个数据分为两 段段，即高四位和低四位，使用两块74LS58，第一块 用于比较低四位，其< ALTBIN , AEQBIN , AGTBIN >置为<0,1,0>，将其比较结果送至第二块的 < ALTBIN , AEQBIN , AGTBIN >，第二块用于比较 高四位，其输出结果则为最终这两个8位二进制数比 较的结果。电路图略。 （三） 第三次实验：74LS74 D 触发器、74LS163 4位二进制计数 器、74LS166 8位二进制移位寄存器 1).实验原理： a).74LS74 D 触发器。 i.实验原理：D 触发器的内部原理在理论课上老师已 经给我们讲过，我就不在此阐述。在这里我只想专门谈一谈触发器与锁存器的区别以及锁存器如何实现边沿触发。对于锁存器而言，要求在控制（时钟）输入CLK 有效期间内，输入数据D 稳定不变，但由于实际工程运用电子电路庞杂，数据难免会产生错误而导致传输不稳定（比如空翻现象），如果刻意要求数据稳定不变使器件正确工作将会给实际使用带来不便。边沿触发的产生就很好的解决了这个问题，边沿触发可以使器件在控制信号的有效边沿时接收数据。就D 触发器而言，由于D 锁存器的地方就在于多了两个信号接收门（与非门），更重要的是D 触发器比D 锁存器内部多了三条反馈数据线。正是由于这三条反馈数据线，使得时序电路的产生成为了可能，让电子元器件在控制数据上“智能”了。实验采用74LS74芯片，其中封装了两个D 触发器其1/2外部逻辑状态为： ii.方程。给CLR 送入一个0信号，并给CLK 端送入一个时钟脉冲，使D 触发器清零；给D 端送入一个信号，并给CLK 端送入一个时钟脉冲，使得数据送到D 触发器内，再向CLK 端送入一个时钟脉冲，观察输出Q 与D 触发器次态真值表是否一致，如果一致则达到实验目的。 iii.实验思考：D 触发器是时序电路的细胞，是时序电路的最小单位，它让电子器件在时域上有序处理、存储数据成为可能，其原理是时序电路原理的基础。。。 （注：由于我比较熟悉74LS163的结构，在此就不给出其外部逻辑状态了） b).74LS163 4位二进制计数器 i.实验原理：74LS163是一个可以清零、可以设置计数模数、计数起点、可拓展的计数器。清零可以通过其清零端实现，而模数可通过置数端LD 配合各输出端Q i 实现，计数的起点由DCBA 输入端输入，而两个使能端则实现进一步拓展级联。 ii ．实验步骤：将74LS163的ENP 与ENT 使能端接+5V 信号，使芯片使能向CLR 端送入信号并向CLK 端送入信号，使得芯片清零。将CLD 和LD 接GND ，给 iii.思考：使能端ENP 和ENT 的作用。 为了实现多位二进制数（4位以上）加1计数的功 能，需要给74LS163级联拓展，与译码器级联类似， 如果数据低位的输出进位有信号，说明现有的 74LS163已经不够表达当前的输出数据，需要借助另 一块74LS163来进行表达，此时就涉及到一个问题， 即第二块74LS163工作使能的控制，ENT 使能端就可 以负责此功能。因此如果需要做级联，则第一级的 74LS163进位输出RCO 接入到第二级74LS163的ENT 上。因此，ENT 除了控制电路处于置数方式或计数方 式外，还控制最高位的ROC 是否有效。当ENT 做了 级联必须的使能时，还需要另一使能端控制较高级的 74LS163的工作使能，这就是ENP 存在的意义。 c).74LS166 并入-串出移位寄存器 i.实验原理：74LS166结构与74LS163结构比较相似， 其SH/LD端相当于74LS163的ENT端。当74LS166 则会将实现置入芯片工作起来后，唯一的输出端Q h 数据的8个二进制位 ＤＣＢＡ的顺序将其按位移出寄存器，也就是说并行 置入的8个二进制位在移位的过程中由低位移向高 位，在低位产生“空位”由信号SER补入。由于我对 于74LS166的结构也比较熟悉，因此就不在此给出其 外部逻辑状态了。 ii.实验内容：实验准备工作与74LS163实验相同。送 信号到SH/LD中，并向CLK中送入一个时钟脉冲， 使芯片处于置数的工作状态，任意置入一组8位二进 制信号给 CLK端送入一个时钟脉冲信号，使得芯片由置数状态 转向移位状态，接下来持续给CLK送入时钟脉冲信 号，观察Q 的输出与每一位输入的数位是否一致， H 并观察当8位输入的数位都移出芯片后，接下来的输 出是否与事先置入的SER一致，如果都一致，则本次 试验成功，将SER置为1，重复上述操作。 所有试验到此结束。 四、实验总结 做数字逻辑实验以及老师详细而全面的讲授恶补了我数字逻辑知识的漏洞，纠正了我以前的一些对数字逻辑知 识不正确的理解，将曾经抽象的知识变得更容易理解了， 极大的提高了我数字逻辑的学习质量以及我的学习兴趣， 收获甚大！上述我对实验内容的报告都是我的收获所在， 尤其是译码器编码器的并联拓展、各个MSI块的使能端作 用以及运用、时序电路基本原理基本单位的强化理解（D 触发器原理），这些都是我在做实验之前的薄弱环节，而通 过做实验，我现在对数字逻辑这门学科有了一个更深刻更 佳正确的认识，最后，我就“作用”和“地位”两个角度 谈一谈我对数字逻辑这门课的理解与认识。 五、理解内化 计算机专业的课程学习有两条主线：硬件和软件。软件课程之间没有很明显的关联，但是硬件课程则是一环套 一环，逐层递进的。 晶体场效应管组成最基本的门电路，通过门电路之间的组 合产生组合逻辑电路和时序电路以及计算机中必要的SSI 块、MSI块和TSI块，这些都是需要必要的数字逻辑知识 作为基础的，这些块进一步集成，就产生计算机最基本的 硬件结构（CPU、寄存器、存储器等），最后由这些硬件结 构搭建起冯诺依曼体系的计算机结构。而所有这些环节的 理论基础都是数学，尤其是离散数学（比如数字逻辑中常 用的最小项的和、最大项的积本质上就是离散数学中析取 范式与合取范式），如图所示。在时钟脉冲电流的作用下，CPU通过可编程器件（如8259A等）管理、授权各个硬件 模块与模块之间工作与配合，以此来完成读取计算机指令、 执行计算机指令。而指令就是人与计算机沟通的桥梁，人通过相应的语言（如汇编语言）来控制计算机执行指令，进而管理硬件资源。当然，在此之后我们还有更多的课程需要学习，来搭建计算机硬件学习的主线。 以上就是我对数字逻辑课程的理解与认识，总之，这几次次试验课让我对于数字逻辑课程有了一个更加正确而深入的认识，学习质量提高显著，学习方法也有了改善。 感谢老师的讲授与指导！我会继续刻苦学习。 目录 一、试验目的 (01) 二、实验器材 (01) 三、各次实验过程、内容简述 (01) （一）第一次实验 (01) 半加器 (01) （二）第二次实验 (02) a).全加器 (02) b).74LS138译码器 (03) c).74LS148编码器 (07) d).74LS85 比较器 (11) （三）第三次实验 (13) a).74LS74 D触发器 (13) b).74LS163 4位二进制计数器 (14) c).74LS166 并入-串出8位移位寄存器 (15) 四、实验总结 (16) 五、理解内化 (16) 数字逻辑实验报告 专业班级：11级计算机科学与技术3班姓名：华葱 学号：41112115 学习数电心得体会 篇一：学习数字电路之心得体会 学习数字电路之心得体会 不知不觉中,本学期数字电路的学习就要结束了,现在回想一下,到底学了哪些东西呢如果不看书的话,真有点记不住学习内容的先后顺序了,看了目录以后,就明白到底学了什么东西了,最开始学的内容还比较简单,而后面的内容就学得糊里糊涂了,似懂非懂,按老师的说法,就是前面的东西只有十几度的水温,而到了后面,温度就骤升了,需要花更多的时间。 其实吧，总的来说，学习的思路还是很清楚的，最开始学的是数制与码制，特别是二进制的一些东西，主要是为后面的学习打基础，因为对于数字电路来说，输入就是0和1，输出也是这样，可以说，明白二进制是后面学习最基础的要求。到第二章，又学了一些逻辑代数方面的基本知识，首先就有很多的逻辑代数的公式，然后就是逻辑函数了，我感觉这里的函数和原来学的其实都差不多，只不过这里是逻辑函数，每一个变量的取值只有0和1罢了，然后就是用不同的方式来表达逻辑函数，学了很多方法，有逻辑图，波形图等等，过后又学了逻辑函数的两种标准形式—最小项之和和最大项之积，还有逻辑函数的化简方法，之后还有一些无关项和任意项的知识。总而言之，前两章的内容还是比较简单的， 都是一些基础的东西，没有多大的难度，学习起来也相对轻松。 第三章老师没有讲，是关于门电路的知识，我认为还是比较重要的，因为数字电路的构成就是一系列的门电路的组合，以此来完成一定的功能。第四章讲的是组合电路，说白了，就是组合门电路来实现 特定的功能，其最大的特点就是此时的输出只与此时的输入有关，并且电路中不含记忆原件。首先，学习组合电路，我们要知道如何去分析，确定输入与输出，写出各输出的逻辑表达式并且化简，然后就可以列出真值表了，那么，这个电路的功能也就一目了然了，而关于组合电路的设计，其实就是组合电路分析方法的逆运算，设计思路很简单，只要按着步骤来，一般没什么问题，在数电实验课上，就有组合逻辑电路的设计，需要我们自己去设计一些具有特定功能的组合电路，还是挺有趣的。过后还学了一些常用的组合逻辑电路，比如编码器，译码器，数据选择器，加法器等等，我感觉这些电路都挺复杂的，分析起来都很麻烦，更别说设计了，我要做的就是明白它的工作原理，知道它的设计思想就行了。最后了解了一下组合逻辑电路中存在的竞争冒险现象。 我觉得第五章和第六章是比较难的，第五章讲的是触发器，就是一种具有记忆功能的电路，我感觉这一章是学得比较乱的，首先，触发器的种类有点多，有SR锁存器，D触发 学生学号0121410870432实验成绩 学生实验报告书 实验课程名称逻辑与计算机设计基础 开课学院计算机科学与技术学院 指导教师姓名肖敏 学生姓名付天纯 学生专业班级物联网1403 2015--2016学年第一学期 译码器的设计与实现 【实验要求】： （1）理解译码器的工作原理，设计并实现n-2n译码器，要求能够正确地根据输入信号译码成输出信号。（2）要求实现2-4译码器、3-8译码器、4-16译码器、8-28译码器、16-216译码器、32-232译码器。 【实验目的】 （1）掌握译码器的工作原理； （2）掌握n-2n译码器的实现。 【实验环境】 ◆Basys3 FPGA开发板，69套。 ◆Vivado2014 集成开发环境。 ◆Verilog编程语言。 【实验步骤】 一·功能描述 输入由五个拨码开关控制，利用led灯输出32种显示 二·真值表 三·电路图和表达式 四·源代码 module decoder_5( input [4:0] a, output [15:0] d0 ); reg [15:0] d0; reg [15:0] d1; always @(a) begin case(a) 5'b00000 :{d1,d0}=32'b1000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b00001 :{d1,d0}=32'b0100_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b00010 :{d1,d0}=32'b0010_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b00011 :{d1,d0}=32'b0001_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b00100 :{d1,d0}=32'b0000_1000_0000_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b00101 :{d1,d0}=32'b0000_0100_0000_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b00110 :{d1,d0}=32'b0000_0010_0000_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b00111 :{d1,d0}=32'b0000_0001_0000_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b01000 :{d1,d0}=32'b0000_0000_1000_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b01001 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0100_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b01010 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0010_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b01011 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0001_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b01100 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_1000_0000_0000_0000_0000; 5'b01101 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0100_0000_0000_0000_0000; 5'b01110 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0010_0000_0000_0000_0000; 5'b01111 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0001_0000_0000_0000_0000; 5'b10000 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_1000_0000_0000_0000; 5'b10001 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_0100_0000_0000_0000; 5'b10010 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_0010_0000_0000_0000; 5'b10011 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_0001_0000_0000_0000; 5'b10100 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_0000_1000_0000_0000; 5'b10101 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_0000_0100_0000_0000; 5'b10110 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_0000_0010_0000_0000; 5'b10111 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_0000_0001_0000_0000; 5'b11000 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_0000_0000_1000_0000; 5'b11001 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_0000_0000_0100_0000; 5'b11010 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_0000_0000_0010_0000; 数字逻辑实验实验报告 脚分配、1）分析输入、输出，列出方程。根据方程和IP 核库判断需要使用的门电路以及个数。 2）创建新的工程，加载需要使用的IP 核。 3）创建BD 设计文件，添加你所需要的IP 核，进行端口设置和连线操作。 4）完成原理图设计后，生成顶层文件（Generate Output Products）和HDL 代码文件（Create HDL Wrapper）。 5）配置管脚约束（I/O PLANNING），为输入指定相应的拨码开关，为输出指定相应的led 灯显示。 6）综合、实现、生成bitstream。 7）仿真验证，依据真值表，在实验板验证试验结果。 实验报告说明 数字逻辑课程组 实验名称列入实验指导书相应的实验题目。 实验目的目的要明确，要抓住重点，可以从理论和实践两个方面考虑。可参考实验指导书的内容。在理论上，验证所学章节相关的真值表、逻辑表达式或逻辑图的实际应用，以使实验者获得深刻和系统的理解，在实践上，掌握使用软件平台及设计的技能技巧。一般需说明是验证型实验还是设计型实验，是创新型实验还是综合型实验。 实验环境实验用的软硬件环境（配置）。 实验内容（含电路原理图/Verilog程序、管脚分配、仿真结果等；扩展内容也列入本栏）这是实验报告极其重要的内容。这部分要写明经过哪几个步骤。可画出流程图，再配以相应的文字说明，这样既可以节省许多文字说明，又能使实验报告简明扼要，清楚明白。 实验结果分析数字逻辑的设计与实验结果的显示是否吻合，如出现异常，如何修正并得到正确的结果。 实验方案的缺陷及改进意见在实验过程中发现的问题，个人对问题的改进意见。 心得体会、问题讨论对本次实验的体会、思考和建议。 数字逻辑实验报告（2） 姓名： 学号： 班级： 指导教师： 计算机科学与技术学院 20 年月日 数字逻辑实验报告（2）无符号数的乘法器设计 一、无符号数的乘法器设计 1、实验名称 无符号数的乘法器的设计。 2、实验目的 要求使用合适的逻辑电路的设计方法，通过工具软件logisim进行无符号数的乘法器的设计和验证，记录实验结果，验证设计是否达到要求。 通过无符号数的乘法器的设计、仿真、验证3个训练过程，使同学们掌握数字逻辑电路的设计、仿真、调试的方法。 3、实验所用设备 Logisim2.7.1软件一套。 4、实验内容 （1）四位乘法器设计 四位乘法器Mul4 4实现两个无符号的4位二进制数的乘法运算，其结构框图如图3-1所示。设被乘数为b(3:0)，乘数为a(3:0)，乘积需要8位二进制数表示，乘积为p(7:0)。 图3-1 四位乘法器结构框图 四位乘法器运算可以用4个相同的模块串接而成，其内部结构如图3-2所示。每个模块均包含一个加法器、一个2选1多路选择器和一个移位器shl。 图3-2中数据通路上的数据位宽都为8，确保两个4位二进制数的乘积不会发生溢出。shl是左移一位的操作，在这里可以不用逻辑器件来实现，而仅通过数据连线的改变（两个分线器错位相连接）就可实现。 a(0)a(1)a(2)a(3) 图3-2 四位乘法器内部结构 （2）32 4乘法器设计 32 4乘法器Mul32 4实现一个无符号的32位二进制数和一个无符号的4位二进制数的乘法运算，其结构框图如图3-3所示。设被乘数为b(31:0)，乘数为a(3:0)，乘积也用32位二进制数表示，乘积为p(31:0)。这里，要求乘积p能用32位二进制数表示，且不会发生溢出。 图3-3 32 4乘法器结构框图 在四位乘法器Mul4 4上进行改进，将数据通路上的数据位宽都改为32位，即可实现Mul32 4。 （3）32 32乘法器设计 32 32乘法器Mul32 32实现两个无符号的32位二进制数的乘法运算，其结构框图如图3-4所示。设被乘数为b(31:0)，乘数为a(31:0)，乘积也用32位二进制数表示，乘积为p(31:0)。这里，要求乘积p能用32位二进制数表示，且不会发生溢出。 图3-4 32 32乘法器结构框图 用32 4乘法器Mul32 4作为基本部件，实现32 32乘法器Mul32 32。 设被乘数为b(31:0)=(b31b30b29b28···b15b14b13b12···b4b3b2b1b0)2 乘数为a(31:0)=(a31a30a29a28···a15a14a13a12···a3a2a1a0)2 =(a31a30a29a28)2 228+···+ ( a15a14a13a12)2 212+···+ (a3a2a1a0)2 20 ? 本章共有四个概念、两个公式、两个定则。 五个概念：磁场、磁感线、磁感强度、匀强磁场 两个公式：安培力 F=BIl (Il⊥B) 洛伦兹力 f =qvB (v⊥B) 两个定则: 安培定则——判断电流的磁场方向 左手定则——判断磁场力的方向 1.磁场 ⑴永磁体周围有磁场。 ⑵电流周围有磁场（奥斯特实验）。 分子电流假说: 物质微粒内部存在着环形分子电流。 磁现象的电本质：磁体的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。 ⑶在变化的电场周围空间产生磁场(麦克斯韦) 2.磁场的基本性质 磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用 3.磁感应强度 ： (定义式) 适用条件： l 很小(检验电流元)，且 l⊥B 。磁感应强度是矢量。 单位是特斯拉，符号 1T=1N/(A m) 方向：规定为小磁针在该点静止时N极的指向 4. 磁感线 ⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁感线都是闭合曲线。(2)要熟记常见的几种磁场的磁感线： (3)安培定则（右手螺旋定则）： 对直导线，四指指磁感线环绕方向； 对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。 (4)地磁场：地球的磁场与条形磁体的磁场相似。 主要特点是：地磁场B的水平分量(Bx)总是从地球南极指向北极，而竖直分量(By)则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下；在赤道表面上，距离地球表面相等的各点磁感应强度相等，且水平向北. ?如图所示，a、b是直线电流的磁场，c、d是环形电流的磁场，e、f是螺线管电流的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向． 3、如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸内偏转，则这束带电粒子可能是 （ BC ） A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束 max F B Il = S N 1、三极管的截止条件是V BE ＜0.5V ，截止的特点是I b =I c ≈0；饱和条件是 I b ≥（E C -Vces ）/（β·R C ），饱和的特点是V BE ≈0.7V ，V CE =V CES ≤0.3V 。 2、逻辑常量运算公式 3、逻辑变量、常量运算公式 4、 逻辑代数的基本定律 根据逻辑变量和逻辑运算的基本定义，可得出逻辑代数的基本定律。 ①互非定律: A+A = l ，A ? A = 0 ；1=+A A ，0=?A A ； ②重叠定律（同一定律）：A ? A=A ， A+A=A ； ③反演定律(摩根定律）：A ? B=A+B 9 A+B=A ? B B A B A ?=+，B A B A +=?； ④还原定律: A A = ch2. 1、三种基本逻辑是与、或、非。 2、三态输出门的输出端可以出现高电平、底电平和高阻三种状态。 1、组合电路的特点：电路任意时刻输出状态只取决于该时刻的输入状态，而与该时刻前的电路状态无关。 2、编码器：实现编码的数字电路 3、译码器：实现译码的逻辑电路 4、数据分配器：在数据传输过程中，将某一路数据分配到不同的数据通道上。 5、数据选择器：逻辑功能是在地址选择信号的控制下，从多路数据中选择一路数据作为输出信号。 6、半加器：只考虑两个一位二进制数相加，而不考虑低位进位的运算电路。 7、全加器：实现两个一位二进制数相加的同时，再加上来自低位的进位信号。 8、在数字设备中，数据的传输是大量的，且传输的数据都是由若干位二进制代码0和1组合而成的。 9、奇偶校验电路：能自动检验数据信息传送过程中是否出现误传的逻辑电路。 10、竞争：逻辑门的两个输入信号从不同电平同时向相反电平跳变的现象。 11、公式简化时常用的的基本公式和常用公式有（要记住）： 1）()()C A B A BC A ++=+ 2）B A AB += B A B A +=+ (德.摩根定律） 3）B A B A A +=+ 4）B A AB BC B A AB +=++ 5）AB B A B A B A +=+ B A B A AB B A +=+ 12、逻辑代数的四种表示方法是真值表、函数表达式、卡诺图和逻辑图。 ch4. 1、触发器：具有记忆功能的基本逻辑单元。 2、触发器能接收、保存和输出数码0，1。各类触发器都可以由门电路组成。 3、基本触发器特点 1）有两个稳定状态和两个互补的输出。 2）在输入信号驱动下，能可靠地确定其中任一种状态。 4、基本RS 触发器特性表 -R -S Q -Q 说明 0 1 0 1 置0 1 0 1 0 置1 1 1 0或1 1或0 保持原来状态 0 0 1 1 不正常状态，0信号消失后，触发器状态不定 ------------- 数字逻辑与数字系统实验指导书 青岛大学信息工程学院实验中心巨春民 2015年3月 ------------- 实验报告要求 本课程实验报告要求用电子版。每位同学用自己的学号+班级+姓名建一个文件夹（如2014xxxxxxx计算机X班张三），再在其中以“实验x”作为子文件夹，子文件夹中包括WORD 文档实验报告（名称为“实验x实验报告”，格式为实验名称、实验目的、实验内容，实验内容中的电路图用Multisim中电路图复制粘贴）和实验中完成的各Multisim文件、VerilogHDL源文件、电路图和波形图（以其实验内容命名）。 实验一电子电路仿真方法与门电路实验 一、实验目的 1．熟悉电路仿真软件Multisim的安装与使用方法。 2．验证常用集成逻辑门电路的逻辑功能。 3．掌握各种门电路的逻辑符号。 4．了解集成电路的外引线排列及其使用方法。 5. 学会用Multisim设计子电路。 二、实验内容 1．用逻辑门电路库中的集成逻辑门电路分别验证二输入与门、或非门、异或门和反相器的逻辑功能，将验证结果填入表1.1中。 注：与门型号7408，或门7432，与非门7400，或非门7402，异或门7486，反相器7404. 2．用 L=ABCDEFGH，写出逻辑表达式，给出逻辑电路图，并验证逻辑功能填入表1.2中。 ()' 三、实验总结 四、心得与体会 实验二门电路基础 一、实验目的 1. 掌握CMOS反相器、与非门、或非门的构成与工作原理。 2. 熟悉CMOS传输门的使用方法。 3. 了解漏极开路的门电路使用方法。 二、实验内容 1. 用一个NMOS和一个PMOS构成一个CMOS反相器，实现Y=A’。给出电路图，分析其工作原理，测试其逻辑功能填入表2-1。 表2-1 CMOS反相器逻辑功能表 2. 用2个NMOS和2个PMOS构成一个CMOS与非门，实现Y=(AB)’。给出电路图，分析其工作原理，测试其逻辑功能填入表2-2。 3. 用2个NMOS和2个PMOS构成一个CMOS或非门，实现Y=(A+B)’。给出电路图，分析其工作原理，测试其逻辑功能填入表2-3。 表2-3 CMOS或非门逻辑功能表 4. 用CMOS传输门和反相器构成异或门，实现Y=A B 。给出电路图，测试其逻辑功能填入表2-4。 . 武汉理工大学 2017 年月日 实验一：一位全加器 实验目的： 1. 掌握组合逻辑电路的设计方法； 2. 熟悉Vivado2014 集成开发环境和Verilog 编程语言； 3. 掌握1 位全加器电路的设计与实现。 试验工具： 1.Basys3 FPGA 开发板 2.Vivado2014 集成开发环境和Verilog 编程语言。 实验原理： Ci+A+B={Co，S} 全加器真表 全加器逻辑表达式 S=A○+B○+Ci Co=A.B+ (A○+B).Ci 全加器电路图 实验步骤： (一)新建工程： 1、打开 Vivado 2014.2 开发工具，可通过桌面快捷方式或开始菜单中 Xilinx Design Tools->Vivado 2014.2 下的 Vivado 2014.2 打开软件； 2、单击上述界面中 Create New Project 图标，弹出新建工程向导。 3、输入工程名称、选择工程存储路径，并勾选Create project subdirectory选项，为工程在指 定存储路径下建立独立的文件夹。设置完成后，点击Next。注意：工程名称和存储路径中不能出现中文和空格，建议工程名称以字母、数字、下划线来组成 4、选择RTL Project一项，并勾选Do not specify sources at this time，为了跳过在新建工 程的过程中添加设计源文件。 5、根据使用的FPGA开发平台，选择对应的FPGA目标器件。（在本手册中，以Xilinx大学计 划开发板Digilent Basys3 为例，FPGA 采用Artix-7 XC7A35T-1CPG236-C 的器件，即Family 和Subfamily 均为Artix-7，封装形式（Package）为CPG236，速度等级（Speed grade）为-1，温度等级（Temp Grade）为C）。点击Next。 6、确认相关信息与设计所用的的FPGA 器件信息是否一致，一致请点击Finish，不一致，请返 回上一步修改。 7、得到如下的空白Vivado 工程界面，完成空白工程新建。 磁场知识点总结 一、磁场 磁体是通过磁场对铁一类物质发生作用的，磁场和电场一样，是物质存在的另一种形式，是客观存在。小磁针的指南指北表明地球是一个大磁体。磁体周围空间存在磁场；电流周围空间也存在磁场。 电流周围空间存在磁场，电流是大量运动电荷形成的，所以运动电荷周围空间也有磁场。静止电荷周围空间没有磁场。 磁场存在于磁体、电流、运动电荷周围的空间。磁场是物质存在的一种形式。磁场对磁体、电流都有磁力作用。 与用检验电荷检验电场存在一样，可以用小磁针来检验磁场的存在。如图所示为证明通电导线周围有磁场存在——奥斯特实验，以及磁场对电流有力的作用实验。 1．地磁场 地球本身是一个磁体，附近存在的磁场叫地磁场，地磁的南极在地球北极附近，地磁的北极在地球的南极附近。 2．地磁体周围的磁场分布 与条形磁铁周围的磁场分布情况相似。 3．指南针 放在地球周围的指南针静止时能够指南北，就是受到了地磁场作用的结果。 4．磁偏角 地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针并非准确地指南或指北，其间有一个交角，叫地磁偏角，简称磁偏角。 说明： ①地球上不同点的磁偏角的数值是不同的。 ②磁偏角随地球磁极缓慢移动而缓慢变化。 ③地磁轴和地球自转轴的夹角约为11°。 二、磁场的方向 在电场中，电场方向是人们规定的，同理，人们也规定了磁场的方向。 规定： 在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向就是那一点的磁场方向。 确定磁场方向的方法是： 将一不受外力的小磁针放入磁场中需测定的位置，当小磁针在该位置静止时，小磁针N 极的指向即为该点的磁场方向。 磁体磁场： 可以利用同名磁极相斥，异名磁极相吸的方法来判定磁场方向。 电流磁场： 利用安培定则（也叫右手螺旋定则）判定磁场方向。 三、磁感线 在磁场中画出有方向的曲线表示磁感线，在这些曲线上，每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同。 （1）磁感线上每一点切线方向跟该点磁场方向相同。 （2）磁感线特点 （1）磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线越密的地方表示磁场越强，磁感线越疏的地方表示磁场越弱。 （2）磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向。 （3）磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，在磁体外部由N极到S极，在磁体内部由S极到N极。 以下各图分别为条形磁体、蹄形磁体、直线电流、环行电流的磁场 说明： ①磁感线是为了形象地描述磁场而在磁场中假想出来的一组有方向的曲线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线。 ②磁感线与电场线类似，在空间不能相交，不能相切，也不能中断。 四、几种常见磁场 1通电直导线周围的磁场 （1）安培定则：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向，这个规律也叫右手螺旋定则。 数字电路知识点汇总（东南大学） 第1章 数字逻辑概论 一、进位计数制 1.十进制与二进制数的转换 2.二进制数与十进制数的转换 3.二进制数与16进制数的转换 二、基本逻辑门电路 第2章 逻辑代数 表示逻辑函数的方法，归纳起来有：真值表，函数表达式，卡诺图，逻辑图及波形图等几种。 一、逻辑代数的基本公式和常用公式 1）常量与变量的关系Ａ+0＝Ａ与Ａ=?1Ａ Ａ+1＝1与00=?A A A +＝1与A A ?＝0 2）与普通代数相运算规律 a.交换律：Ａ+Ｂ＝Ｂ+Ａ A B B A ?=? b.结合律：（Ａ+Ｂ）+Ｃ＝Ａ+（Ｂ+Ｃ） )()(C B A C B A ??=?? c.分配律：)(C B A ??＝+?B A C A ? ))()(C A B A C B A ++=?+） 3）逻辑函数的特殊规律 a.同一律：Ａ+Ａ+Ａ b.摩根定律：B A B A ?=+，B A B A +=? b.关于否定的性质Ａ＝A 二、逻辑函数的基本规则 代入规则 在任何一个逻辑等式中，如果将等式两边同时出现某一变量Ａ的地方，都用一个函数Ｌ表示，则等式仍然成立，这个规则称为代入规则 例如：C B A C B A ⊕?+⊕? 可令Ｌ＝C B ⊕ 则上式变成L A L A ?+?＝C B A L A ⊕⊕=⊕ 三、逻辑函数的：——公式化简法 公式化简法就是利用逻辑函数的基本公式和常用公式化简逻辑函数，通常，我们将逻辑函数化简为最简的与—或表达式 1）合并项法： 利用Ａ+1=+A A 或A B A B A =?=?,将二项合并为一项，合并时可消去一个变量 例如：Ｌ＝B A C C B A C B A C B A =+=+)( 2）吸收法 利用公式A B A A =?+，消去多余的积项，根据代入规则B A ?可以是任何一个复杂的逻辑式 例如 化简函数Ｌ＝E B D A AB ++ 解：先用摩根定理展开：AB ＝B A + 再用吸收法 Ｌ＝E B D A AB ++ 数字逻辑实验感想 本学期我们开设了数字逻辑实验课，在实验课中，我学到了很多在平时的学习中学习不到的东西。为期六周的的实验就要画上一个圆满的句号了，回顾这六周的学习，感觉十分的充实，通过亲自动手，使我进一步了解了数字逻辑实验的基本过程和基本方法，为我今后的学习奠定了良好的实验基础。 首先，在对所学的理论课而言，实验给了我们一个很好的把理论应用到实践的平台，让我们能够很好的把书本知识转化到实际能力，提高了对于理论知识的理解，认识和掌握。其次，对于个人能力而言，实验很好的解决了我们实践能力不足且得不到很好锻炼机会的矛盾，通过实验，提高了自身的实践能力和思考能力，并且能够通过实验很好解决自己对于理论的学习中存在的一些知识盲点。 回顾六个实验的过程，总的来说收获还是很多的。最直接的收获是提高了实验中的基本操作能力，并对EDA仪器有了了解，并掌握了基本的操作。但感到更重要的收获是培养了自己对实验的兴趣。还有，就是切身的体验到了严谨的实验态度是何等的重要。 不过说实话，在做试验之前，我以为不会难做,就像以前做的实验一样，操作应该不会很难，做完实验之后两下子就将实验报告写完，直到做完几次实验后，我才知道其实并不容易做。它真的不像我想象中的那么简单，天真的以为自己把平时的理论课学好就可以很顺利的完成实验，事实证明我错了。在最后的综合实验中，我更是受益匪浅。 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，但是在随后的实验过程中我真的感觉学会了很多，学到了很多知识，在实践中更加理解了书本上的理论知识的经典所在以及这门学科的意义和用处！真心希望以后的课程都能将理论与实践充分的结合起来，在实践的过程中串联书本的知识，让理论化为实践的力量！ 高二物理磁场相关知识点归纳 为了方便高二的同学们更好地学习掌握物理知识，小编在这里整理了高二物理磁场相关知识点归纳，供大家参考学习，希望能对大家有帮助! 第十章磁场 一、磁场： 1、磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁极、电流有磁场力的作用; 2、磁铁、电流都能能产生磁场; 3、磁极和磁极之间，磁极和电流之间，电流和电流之间都通过磁场发生相互作用; 4、磁场的方向：磁场中小磁针北极的指向就是该点磁场的方向; 二、磁感线：在磁场中画一条有向的曲线，在这些曲线中每点的切线方向就是该点的磁场方向; 1、磁感线是人们为了描述磁场而人为假设的线; 2、磁铁的磁感线，在外部从北极到南极，内部从南极到北极; 3、磁感线是封闭曲线; 三、安培定则： 1、通电直导线的磁感线：用右手握住通电导线，让伸直的大拇指所指方向跟电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向; 2、环形电流的磁感线：让右手弯曲的四指和环形电流方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴上磁感线的方向; 3、通电螺旋管的磁场：用右手握住螺旋管，让弯曲的四指方向和电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向; 四、地磁场：地球本身产生的磁场;从地磁北极(地理南极)到地磁南极(地理北极); 五、磁感应强度：磁感应强度是描述磁场强弱的物理量。 1、磁感应强度的大小：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积的比值，叫磁感应强度。B=F/IL 2、磁感应强度的方向就是该点磁场的方向(放在该点的小磁针北极的指向) 3、磁感应强度的国际单位：特斯拉 T， 1T=1N/A。m 六、安培力：磁场对电流的作用力; 1、大小：在匀强磁场中，当通电导线与磁场垂直时，电流所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线长度L三者的乘积。2、定义式 F=BIL(适用于匀强电场、导线很短时) 3、安培力的方向：左手定则：伸开左手，使大拇指根其余四个手指垂直，并且跟手掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，并使伸开四指指向电流的方向，那么大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向。 数字逻辑心得体会 数字逻辑与系统课程在工科类学科属于普遍的基础性课程，计算机专业、电子信息类专业及其机电类专业都涉及该课程的学习。此次课程培训是以数字逻辑为基础，系统分析为桥梁，系统综合为目的，全面介绍数字电路的基本理论、分析方法、综合方法和实际应用，并着重从以下几个方面进行了介绍 1．介绍如何整理、设计电子教案； 2．如何讲好本门课程； 3．教学手段与教学方法在本课程的体现； 4．综合设计实验的设计与实施； 5．国家精品课程的申报与建设。 在解决如何讲好本门课程环节，侯教授提出了“厚理博术、知行相成”的理念，使我对该课程的教学有了更深的认识。在我院的实际教学过程中，由于课时少，实验的课时被大量压缩，侯教授关于课程实验的处理方式给了我们一种全新的方案。侯教授课件中很多flash 动画的灵活应用，也较好的解决了那些用语言无法表达清楚的问题的讲解。 研究性教学和双语教学对年轻教师提出了新的要求。作为一名年轻教师，刚走上讲台不久，在课程的讲授过程中，基本都是采用传统的教学方法，即以讲授为主，实验为辅，案例教学基本没有。平铺直叙和填鸭式教学早被学生所厌倦。刘颖教授的研究性教学极好的调动 了学生参与教学的积极性。通过刘颖教授的报告，我深深的感受到数字逻辑与系统课程不仅是一门基础课程，同时也是一门综合性较高的实用课程。研究性教学方式的提出也给我们这些年轻教师提出了新的努力方向。研究性教学虽然给年轻教师提出了更大的要求和较大的压力，但是也是一种努力工作的动力，促进年轻教师的不断成长。同时，娄淑琴教授关于双语教学的报告，也给我们提出了新的要求，自己深深感受到责任的重大，压力也越来越大。但是也激发自己努力的激情与信心。研究性教学和双语教学在一定程度上对年轻教师的科研、应用水平和外语能力等综合素质提出了更高的要求，同时，进一步促进教师阅读国外科技文献、追踪行业发展新动向，保持教师敏锐的学习能力，利于形成新的观点和见解。 通过此次培训，也感受到了师德在教学工作中的重要作用的体会。侯教授及其团队教师的人格魅力在实际教学中起到了很好的促进教学作用。在培训中，很多参加培训的老师被侯教授的敬业精神所感动，所鼓舞，这一点值得我们年轻教师学习并发(请你支持)扬光大。当崇高的师德与高超的教学技术融于一身时，这个才是大师。 在此次培训中，我积极与各院校教师交流，共同探讨该门课程的实际教学中遇到的问题，通过交流大家认为在数字电子技术基础教学工作中遇到的主要困难是：很多学生认为学习数字逻辑课程没用，学习不主动，没有创新意识。并从其它老师处学习到了解决诸如分析键盘译码电路、奇偶检验电路、计算机i/o接口地址译码电路，设计火灾 华中科技大学数字逻辑实验报告 姓名: 专业班级: 学号: 指导老师： 完成时间： 实验一：组合逻辑电路的设计 一、实验目的： 1．掌握组合逻辑电路的功能测试。 2．验证半加器和全加器的逻辑功能 3．学会二进制的运算规律。 二、实验所用组件： 二输入四与门74LS08,二输入四与非门74LS00,二输入四异或门74LS86,六门反向器74LS04芯片，三输入三与非门74L10，电线若干。 三、实验内容： 内容A：全加全减器。 实验要求： 一位全加/全减法器，如图所示： 电路做加法还是做减法运算是由M决定的，当M=0做加法，M=1做减法。当作为全加法起时输入A.B和Cin分别为加数，被加数和低位来的进位，S和数，Co位向上位的进位。当作为全减法器时输入信号A,B和Cin分别为被减数，减数和低位来的借位，S为差，Co为向上的借位。 实验步骤： 1．根据功能写出输入/输出观察表： 2． 3．做出卡诺图，确定输出和激励的函数表达式： 4．根据逻辑表达式作出电路的平面图： 5．检查导线以及芯片是否完好无损坏，根据平面图和逻辑表达式连接电路。 实验结果： 电路连接好后，经检测成功实现了一位全加/全减法器的功能。 内容B：舍入与检测电路的设计： 试验要求： 用所给定的集合电路组件设计一个多输出逻辑电路，该电路的输入为8421码，F1为“四 舍五入”输出信号，F2为奇偶检测输出信号。当电路检测到输入的代码大宇或等于（5）10时，电路的输出F1=1；其他情况F1=0。当输入代码中含1的个数为奇数时，电路的输出F2=1，其他情况F2=0。该电路的框图如下所示： （1）按照所设计的电路图接线，注意将电路的输入端接试验台的开关，通过拨动开关输入8421代码，电路输入按至试验台显示灯。 （2）每输入一个代码后观察显示灯，并将结果记录在输入/输出观察表中。 实验步骤 1．按照所给定的实验要求填写出F1，F2理论上的真值表。 2．根据真值表给出F1和F2的卡诺图。 （第三章）磁场 知识点1．了解磁现象和磁场：能说出电流的磁效应；能描述磁场和地磁场；知道我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响；能举例说明磁现象在生产和生活中的应用． 用罗盘指引航向，探索航道，将船舶航向的变动与指南针指向变动的对应关系总结出来，画出的航线在古代称作“针路”或“针径”。利用“针路”，船能够靠指南针导航。 1．磁场的产生：磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的物质，本质上讲磁场是由于电荷运动所产生的。变化的电场空间也产生磁场。 2．磁场的基本特性：磁场对处于其中的磁极、电流和运动电荷有力的作用；磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的。 3．磁场的方向：规定在磁场中任意一点小磁针北极的受力方向（小磁针静止时N极的指向）为该点处磁场方向。 4．磁现象的电本质：奥斯特发现电流磁效应（电生磁）后，安培提出分子电流假说：认为在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极；从而揭示了磁铁磁性的起源：磁铁的磁场和电流的磁场一样都是由电荷运动产生的；根据分子电流假说可以解释磁化、去磁等有关磁现象。 5地磁场（1）地球是一个巨大的磁体、地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近；（2）地磁场的分布和条形磁体磁场分布近似；（3）在地球赤道平面上，地磁场方向都是由北向南且方向水平（平行于地面）；（4）近代物理研究表明地磁场相对于地球是在缓慢的运动和变化的；地磁场对于地球上的生命活动有着重要意义。 知识点2．理解磁感应强度：知道磁感应强度的概念，会运用磁感应强度的概念描述磁场． 1．定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度L之乘积IL的比值叫做磁感应强度，定义式为B＝F/IL。 2．对定义式的理解： （1）式中反映的F、B、I方向关系为：B⊥I，F⊥B，F⊥I，则F垂直于B和I所构成的平面。 （2）式子可用来量度磁场中某处磁感应强度，不决定该处磁场的强弱，该处磁感应强度大小由磁场自身性质来决定。 （3）磁感应强度是矢量，其矢量方向是小磁针在该处的北极受力方向，与安培力方向是垂直的。 （4）如果空间某处磁场是由几个磁场共同激发的，则该点处合磁场（实际磁场）是几个分磁场的矢量和；某处合磁场可以依据问题求解的需要分解为两个分磁场；磁场的分解与合成必须遵循矢量运算法则。 （5）在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉（T） 1T＝1N/(A·m) 知识点3．能说出磁感线特点；识别几种常见磁场的磁感线分布；会用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场方向；会计算磁通量． 地磁场 2.2.2 组合逻辑电路的分析 1.分析步骤 分析组合逻辑电路一般是根据给出的逻辑电路图,通过分析总结出它的逻辑功能。 当输入不变时,具体的步骤通常如下: ① 根据给定的逻辑电路，写出输出函数的逻辑表达式； ② 逻辑式化简； ③ 根据已化简后的逻辑表达式，列出真值表； ④ 根据逻辑表达式或真值表，判断电路的逻辑功能。 2.2.3 门（SSI ）级组合逻辑电路的设计 1. 设计步骤 用逻辑门设计组合逻辑电路时， 一般需要经过与分析过程相反的以下四个步骤: ① 根据给定的逻辑功能，确定输入与输出信号之 间的逻辑关系； ② 列出待设计电路的真值表，画出卡诺图； ③ 求出函数的最简表达式； ④ 根据最简函数式，画出电路图。 注：在设计组合逻辑电路时，一般常用器件有：与非门?或非门?与或非门?异或门。 通常我们由卡诺图化简得到最简的“与-或”式，当你选定器件后，你存在着转化的问题。 【例3】设计三人表决电路（A 、B 、C ）。每人一个按键，如果同意则按下，不同意则不按。结果用指示灯表示，多数同意时指示灯亮，否则不亮。 第一步 首先指明逻辑符号取“0”、“1”的含义。 三个按键A 、B 、C 按下时为“1”，不按时为“0”。输出是F ，多数赞成时是“1”，否则是“0”。 第二步 根据题意列出逻辑状态表。(1) 若用与或门实现 (2) 若用与非门实现 A B C F CA BC AB F ++=CA BC AB F ++=CA BC AB ++=CA BC AB ??= 2.2.4 逻辑门多余输入端的处理 当设计过程中逻辑门有多余输入端时，一般可按照以下方法进行处理： ① 与门、与非门的多余输入端可接到逻辑1所对应的电平上， 或和使用的“与”输入端接到一起； ② 或门、 或非门的多余输入端可接到逻辑0所对应的电平上， 或和使用的“或”输入端接到一起； ③ 与或非门与项多余输入端的处理方法和与门、与非门相同， 但多余的与项至少应有一个输入端接到逻辑0所对应的电平上， 或完全和使用的与项并联； 2.2.4 逻辑门多余输入端的处理 当设计过程中逻辑门有多余输入端时，一般可按照以下方法进行处理： ① 与门、与非门的多余输入端可接到逻辑1所对应的电平上， 或和使用的“与”输入端接到一起； ② 或门、 或非门的多余输入端可接到逻辑0所对应的电平上， 或和使用的“或”输入端接到一起； ③ 与或非门与项多余输入端的处理方法和与门、与非门相同， 但多余的与项至少应有一个输入端接到逻辑0所对应的电平上， 或完全和使用的与项并联； 2.3.2 模块级电路分析 1. 分析方法 ① 能写出给定逻辑电路的输出逻辑函数表达式时，尽量写出表达式，然后列出真值表，判断电路的逻辑功能； ② 不能写出表达式、但能根据模块的功能及连接方法列出电路的真值表时，尽量列出真值表，从真值表判断电路的逻辑功能； ③ 既不能写出逻辑表达式、也不能列出真值表时，可根据所使用模块的功能及连接方法，通过分析和推理，判断电路的逻辑功能。 2) 卡诺图法 所谓卡诺图法，就是利用卡诺图来确定数据选择器的地址选择变量和数据输入变量，最后得出实现电路。 其实现步骤如下： F 数电课程设计心得（精选多篇） 第一篇：数电课程设计心得 1、通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在整个设计过程中，我们通过这个方案包括设计了一套电路原理和pcb 连接图，和芯片上的选择。这个方案总共使用了74ls248 ，cd4510 各两个，74ls04 ，74ls08 ，74ls20 ，74ls74 ，ne555 定时器各一个。 2、在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。 3、我沉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。 4、经过两个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。 通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。我想说，设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以，而且设计也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这十来天的合作，我感觉我和同学们之间的距离更加近了；我想说，确实很累，但当我们看到自己所做的成果时，心中也不免产生兴奋；正所谓“三百六十行，行行出状元”。 我们同样可以为社会作出我们应该做的一切，这有什么不好？我们不断的反问自己。也许有人不喜欢这类的工作，也许有人认为设计的工作有些枯燥，但我们认为无论干什么，只要人生活的有意义就可。 社会需要我们，我们也可以为社会而工作。既然如此，那还有什么必要失落呢？于是我们决定沿着自己的路，执着的走下去。同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。 而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。对我们而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次实习必将成为我人生学习数电心得体会
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