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；

1. 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）；

1. 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

1. 1. 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。

1. 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

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

1. 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

1. 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）

 

1. 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

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？

1. 根据任务的要求，列出真值表；
2. 用卡诺图或代数化简法求出最简的逻辑表达式；
3. 根据表达式，画出逻辑电路图，用标准器件构成电路；
4. 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