數(shù)電實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報告

2013級

通信工程專業(yè)3班姓名汪冰瀅學(xué)號1362310308日期2015年4月2日實(shí)驗(yàn)名稱密碼鎖的設(shè)計(jì)與測試實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握SSI設(shè)計(jì)組合邏輯電路的方法及其調(diào)試。2.觀察組合電路中的冒險現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備通用實(shí)驗(yàn)箱、萬用表、7420、7400、連接線元器件集成電路選擇74LS20芯片1個和74LS00芯片2個，電阻若干；開關(guān)5個、LED發(fā)光管1個以及蜂鳴器1個。實(shí)驗(yàn)原理與非門的邏輯功能實(shí)驗(yàn)使用的TTL集成與非門74LS20和74LS00分別是由兩個獨(dú)立的4輸入與非門和4個獨(dú)立的2輸入與非門組成的。芯片的引腳排列如圖1-1、1-2所示。邏輯表達(dá)式分別為：和（注意：TTL電路對電源電壓要求較嚴(yán)——超過5.5V將損壞器件；低于4.5V器件的邏輯功能將不正常。）圖1-174LS20引腳圖圖1-274LS00引腳圖實(shí)驗(yàn)邏輯關(guān)系式推導(dǎo)根據(jù)任務(wù)要求，當(dāng)用鑰匙開箱時（E=1），如果輸入的四位代碼A1、A2、A3、A4符合該鎖規(guī)定代碼（本次設(shè)計(jì)中設(shè)定為1011），保險箱開（Z1=1），否則，電路將發(fā)出警報（Z2=1）。要求使用最少數(shù)量的與非門實(shí)現(xiàn)電路。據(jù)此，可得真值表，表1-1：A1A2A3A4EZ1Z2××××0000×××10111××101100×10110101011011110表1-1實(shí)驗(yàn)函數(shù)對應(yīng)真值表由此，可以推導(dǎo)并化簡得到實(shí)驗(yàn)的邏輯函數(shù)式為：.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)原理圖（如圖1-3所示）由函數(shù)表達(dá)式可知，電路可以由6個2輸入與非門和1個4輸入與非門構(gòu)成（用于實(shí)現(xiàn)的與非門未畫出）。圖1-3實(shí)驗(yàn)原理圖工作原理若控制端E為1，則當(dāng)且僅當(dāng)四個輸入信號A1、A2、A3、A4分別為1、0、1、1時，指示燈亮（表示解鎖成功），蜂鳴器不響；否則指示燈滅，蜂鳴器（報警器）響起；若控制端E為0，則蜂鳴器不響，指示燈不亮，表示沒有進(jìn)行解鎖操作。實(shí)際電路連接圖（圖1-4）圖1-4實(shí)際電路連接圖實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理1.實(shí)驗(yàn)結(jié)果按照原理圖連接電路，可以得到符合要求的邏輯電路，且操作結(jié)果與真值表A1A2A3A4EZ1Z2××××0000×××10111××101100×10110101011011110結(jié)果相同，即若控制端E為1，則當(dāng)且僅當(dāng)四個輸入信號A1、A2、A3、A4分別為1、0、1、1時，指示燈亮（表示解鎖成功），蜂鳴器不響；否則指示燈滅，蜂鳴器（報警器）響起；若控制端E為0，則蜂鳴器不響，指示燈不亮，表示沒有進(jìn)行解鎖操作。綜上，可以設(shè)計(jì)出功能正確的四位密碼鎖。遇到的問題及解決方法①實(shí)驗(yàn)前如何檢驗(yàn)芯片好壞？【解決方法】在連接整個電路前，先設(shè)計(jì)并連接一個簡單的邏輯電路，如，以檢驗(yàn)芯片能否正常工作；若芯片損壞，應(yīng)及時更換。②實(shí)驗(yàn)中遇到蜂鳴器不發(fā)聲怎么辦？【解決方法】用VCC直接檢測蜂鳴器好壞，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)個別蜂鳴器損壞，本身就無法發(fā)聲，與電路連接正誤無關(guān)。③芯片完好但無法正常工作？【注意事項(xiàng)】大多是漏接了芯片的VCC和GND，小組討論總結(jié)后得出解決方案是，所有芯片的VCC和GND可以放在實(shí)驗(yàn)前或者實(shí)驗(yàn)最后統(tǒng)一連接，以防漏接。④連線錯誤【解決經(jīng)驗(yàn)】由于實(shí)際電路連線復(fù)雜，同學(xué)們之中普遍出現(xiàn)了連線錯誤的情況，而大部分同學(xué)采取的解決方法多是全部推倒，重新來過，不僅費(fèi)時而且思路越來越模糊。小組討論后認(rèn)為，最佳的方法應(yīng)當(dāng)是邊連線邊檢錯，減少錯誤的發(fā)生并及時糾正。⑤芯片用錯【注意事項(xiàng)】實(shí)驗(yàn)前應(yīng)當(dāng)仔細(xì)閱讀元器件說明，避免因人為粗心大意而造成的實(shí)驗(yàn)錯誤或損失。實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)果同仿真結(jié)果一致，設(shè)計(jì)正確，可以連接出邏輯、功能正確的四位密碼鎖。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)連線復(fù)雜且繁多，連線時需保持思路清晰，必要時可做一些記錄，也可以嘗試用不同顏色的線區(qū)分不同輸入端；實(shí)驗(yàn)連線應(yīng)盡量簡單化；一邊連線一邊檢錯，及時發(fā)現(xiàn)并矯正錯誤；4.芯片、元器件等損壞后要及時更換；5.應(yīng)盡量簡化電路，使用盡量少的芯片（與非門）。心得體會邏輯電路的理論設(shè)計(jì)、運(yùn)算與實(shí)際的電路連接差別很大，設(shè)計(jì)出的電路在保證理論邏輯正確的情況下，想要準(zhǔn)確無誤地完成實(shí)際電路的連接，還是