计算机设计基础A1,逻辑与计算机设计基础.doc

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201

2017

逻辑与计算机设计基础

逻辑与计算机设计基础 ·实验报告·

专 业：

信息安全

班 级：

学 号：

最好的沉淀

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完成日期：

2017-5-15

华 中 科 技 大 学 课 程 实 验 报 告

PAGE I

目 录

TOC \\o "1-2" \\h \\z \\u 1组合逻辑电路的设计 1

1.1设计要求 1

1.2方案设计 2

1.3 思考题 8

1.4 心得体会 9

2同步时序逻辑电路的设计 10

2.1设计要求 10

2.2方案设计 11

2.3 思考题 23

2.4 心得体会 24

3运算器实验 26

3.1设计要求 26

3.2方案设计 27

3.3实验步骤 33

3.4故障与调试 35

3.5测试与分析 36

4存储器实验 39

4.1设计要求 39

4.2方案设计 40

4.3实验步骤 46

4.4故障与调试 48

4.5测试与分析 48

5CPU实验 54

5.1设计要求 54

5.2方案设计 55

5.3实验步骤 67

5.4故障与调试 69

5.5测试与分析 70

6总结与心得 73

6.1实验总结 73

6.2实验心得 74

参考文献 76

华 中 科 技 大 学 课 程 实 验 报 告

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华 中 科 技 大 学 课 程 实 验 报 告

PAGE 76

组合逻辑电路的设计

设计要求

1、一位全加/全减法器的实现

设计一个全加全减法器，电路有四个输入M、A、B、和Cin，两个输出S和Co。要求如下：

(1)M=0时，电路实现加法运算。输入端A、B、和Cin分别为被加数、加数和来自低位的进位，输出S和Co为本位和和向高位的进位；

(2)M=1时，电路实现减法运算。输入端A、B、和Cin分别为被减数、减数和来自低位的借位，输出S和Co为本位差和向高位的借位。

2、舍入与奇偶检测电路的设计

设计一个舍入与奇偶检测电路，该电路输入为8421码，输出为F1和F2。要求如下：

F1为四舍五入的输出信号，F2为奇偶检测输出信号。当电路检测到输入的代码大于或等于(5)10时，输出F1=1，否则F1=0；当输入代码中的1的个数为奇数时，输出F2=1，否则F2=0。

3、四路选择器的实现

设计一个四路选择器(含有三态输出)，电路有7个输入端：A1，A0，，D0，D1，D2，D3，一个输出端Y。要求如下：

为使能控制端，A1，A0为数据选择控制端，D0，D1，D2，D3为数据输入端。

当时，电路不工作，输出为高阻状态；

当时，电路工作，输出Y由A1，A0决定，即：

当A1A0=00时，Y= D0；

当A1A0=01时，Y= D1；

当A1A0=10时，Y= D2；

当A1A0=11时，Y= D3。

4、选用适当的逻辑电路与触发器，设计一个实验展示组合逻辑电路险像的电路，并设计电路消除险像。

方案设计

1、一位全加/全减法器的设计方案

(A)建立给定问题的逻辑描述

表1-1 一位全加/全减法器真值表

(B)求出逻辑函数的最简表达式

S=~A ~B C + ~A B ~C + A ~B ~C + A B C

C1=B C + ~M A C + ~M A B + M ~A C + M ~A B

(C)选择实验给定的逻辑门进行逻辑函数的变换

由于逻辑电路使用了与门，非门，或门，所以根据逻辑门变换得到的逻辑函数为：

S=~A ~B C + ~A B ~C + A ~B ~C + A B C

C1=B C + ~M A C + ~M A B + M ~A C + M ~A B

(D)给出“logisim”软件绘制的电路图(经过仿真验证基本正确)

图1-1 一位全加/全减法器

2、舍入与奇偶检测电路的设计方案

(A)建立给定问题的逻辑描述

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