数字逻辑第一次大作业.doc

1、一 “七段数码管字形发生器”真值表（支持共阴极，1 亮 0 灭） 输入变量 输出变量 数码管显示 ABCD abcdefg 0000 1111110 0 0001 0110000 1 0010 1101101 2 0011 1111001 3 0100 0110011 4 0101 1011011 5 0110 1011111 6 0111 1110000 7 1000 1111111 8 1001 1111011 9 1010 1110111 A 1011 0011111 B 1100 1001110 C 1101 0111101 D 1110 1001111 E 1111 1000111

2、F 二卡诺图化简： （1）a 函数： ABCD a 0000 1 0001 0 0010 1 0011 1 0100 0 0101 1 0110 1 0111 1 1000 1 1001 1 1010 1 1011 0 1100 1 1101 0 1110 1 1111 1 AB CD 00 01 11 10 00 1 0 1 1 01 0 1 0 1 11 1 1 1 0 10 1 1 1 1 Fa= + BD+A + C+BC+A BCA D （2）b 函数： ABCD b 0000 1 0001 1 0010 1 0011 1 0100 1 0101 0 0110 0 0111 1 10

3、00 1 1001 1 1010 1 1011 0 1100 0 1101 1 1110 0 1111 0 （3）c 函数： ABCD c 0000 1 0001 1 0010 0 0011 1 0100 1 0101 1 0110 1 0111 1 1000 1 1001 1 1010 1 1011 1 1100 0 1101 1 1110 0 1111 0 AB CD 00 01 11 10 00 1 1 0 1 01 1 0 1 1 11 1 1 0 0 10 1 0 0 1 Fb= + + + CD+A DBCACDA C AB CD 00 01 11 10 00 1 1 0 1 01

4、 1 1 1 1 11 1 1 0 1 10 0 1 0 1 Fc= + D+ B+A + DACA A BC （4）d 函数 ABCD D 0000 1 0001 0 0010 1 0011 1 0100 0 0101 1 0110 1 0111 0 1000 1 1001 1 1010 0 1011 1 1100 1 1101 1 1110 1 1111 0 （5）e 函数 ABCD e 0000 1 0001 0 0010 1 0011 0 0100 0 0101 0 0110 1 0111 0 1000 1 1001 0 1010 1 1011 1 1100 1 1101 1 1110

5、 1 1111 1 AB CD 00 01 11 10 00 1 0 1 1 01 0 1 1 1 11 1 0 0 1 10 1 1 1 0 Fd=A + CD+ +B D+BCCB ABD C D AB CD 00 01 11 10 00 1 0 1 1 01 0 0 1 0 11 0 0 1 1 10 1 1 1 1 Fe= +AB+C +AC D （6）f 函数 ABCD f 0000 1 0001 0 0010 0 0011 0 0100 1 0101 1 0110 1 0111 0 1000 1 1001 1 1010 1 1011 1 1100 1 1101 0 1110 1 1

6、111 1 （7）g 函数 ABCD g 0000 0 0001 0 0010 1 0011 1 0100 1 0101 1 0110 1 0111 0 1000 1 1001 1 1010 1 1011 1 1100 0 1101 1 1110 1 1111 1 三在 Quartus 中，建工程，采用原理图设计方法，画整体电路图， 设定 I/O，编译纠错 AB CD 00 01 11 10 00 1 1 1 1 01 0 1 0 1 11 0 0 1 1 10 0 1 1 1 F=AC+A +B + + BB DCDAC AB CD 00 01 11 10 00 0 1 0 1 01 0 1

7、 1 1 11 1 0 1 1 10 1 1 1 1 Fg=A +C +AD+ C+ BB D B AC 第一次编译出错，Input 与 Output中部分名称重复，改 Input中“A”为“In- A”，B、C、D 同理。第二次编译通过。 四在 Quartus 中，对所设计的电路进行整体功能仿真： 五仅采用与非门实现的解决方案： 根据摩根代换定律，将 af的表达式改为与非式，在 Quartus中重新用原理图的方法画出 整体电路图，设定 I/O，根据新表达式在电路中适当添加非门，编译纠错。并对电路功能 进行整体仿真。 六支持共阳极数码管的解决方案： 将 af的输出信号按位取反。即在各信号输出之

8、前添加非门。 七填写真值表： 输入变量 逻辑功能及输出函数 A B C 三变量一致(F1) 奇数个 1(F2) 双 0检测(F3) 000 1 0 0 001 0 1 1 010 0 1 1 011 0 0 0 100 0 1 1 101 0 0 0 110 0 0 0 111 1 1 0 八自定义三个 4 变量功能函数（不能重复前面的三变量函数功能） ， 填写真值表： 输入变量 逻辑功能及输出函数 A B C D 8421 伪码检测 （F4） 多数表决器 （F5） 输入为质数 （F6） 0000 0 0 0 0001 0 0 0 0010 0 0 1 0011 0 d 1 0100 0 0

9、0 0101 0 d 1 0110 0 d 0 0111 0 1 1 1000 0 0 0 1001 0 d 0 1010 1 d 0 1011 1 1 1 1100 1 d 0 1101 1 1 1 1110 1 1 0 1111 1 1 0 九小结： 首先明白了数码管工作原理后，通过写出 af输出变量的表达式熟练了将真值表在卡 诺图上表示的方法。 （由于 BD字样不易显示，选用小写 b和 d）之后在摸索中掌握了 Quartus中原理图的使用方法。第一次编译得知在定义名称时字母不区分大写小写，A 与 a 将被视为重复命名。第二次只是有几个 warnings，给忽略了。 进行仿真时，由于和原理

10、图设计是分两次进行的，在选择“Node Finder.”插入节 点时系统没有自动选中我之前保存的 bdf文件，显示“No node available” 。重新打开之 前的工程文件重试后成功。在仿真时不知道是否应该将 ABCD连续设置 16次分别观察是否 显示 0F，还是将输入信号设为随即信号，整体观察。后来一想没啥区别，后者逐个信号 竖向观察就能知道显示的数字对不对，还更方便。观察仿真波形发现，在固定输入信号时， 确实输出的信号符合要求。 选做题没想出好方法，觉得只有同时连两条线路才可实现。 其实已开始对这个软件真是无从下手。多亏几个朋友对我的帮助，我才掌握了基本使 用方法。要说熟练，那还要更多的练习。本次作业并不完善，还请老师多加批评！