在允许译码的条件下，可得
故用译码器可实现函数变量的个数小于等于译码器地址线个数的多端输出的逻辑函数。 例：用74LS138译码器和门电路实现函数F?AB?BC。
解：变换函数式，得F?ABC?ABC?ABC， 则只要将输入变量接到A2、A1、A0端可得：
电路接线图如下：
图 2
三、实验内容及步骤：
（一） 多路选择器的VHDL实现及应用 1. 多路选择器的VHDL实现
用VHDL实现具有控制端G的“四选一”多路选择器，并完成对波形的仿真。
２.利用上述“四选一”和与非门及或门完成下列设计，在QuartusⅡ环境下实现设计，并将设计下载
到实验箱并进行功能验证。
1) 人类有四种基本血型，A、B、AB、O型，O型血可以输给任意血型的人，而他只能接受O型；
AB型可以接受任意血型，但他只能输给AB型；A型能输给A型或AB型，可以接受A型或O型；B型能输给B型或AB型，可以接受B型或O型；请设计一个逻辑电路，其输入是欲进行“输送——接受”的血型，当符合上述规则时，电路输出F为1，其余为O，写出函数式，画出真值表，画出实验电路图。在QuartusⅡ环境下实现设计，并下载到实验箱并进行功能验证。
(注：只要四个输入变量X，Y，Z，W，用X，Y的不同组合表示输送者的血型，用Z，W的不同组合表示接受者的血型，如下表所示：
6
血 型 A B AB 0 X Y 1 0 0 1 1 1 0 0 Z W 0 1 1 0 0 0 1 1 2） 某导弹发射场有正、副指挥员各一名，操作员两名。当正副指挥员同时发出命令时，只要两名操纵员中有一人按下发射按钮，即可产生一个点火信号，将导弹发射出去，请设计一个组合逻辑电路。完成点火信号的控制，写出函数式，列出真值表，画出实验电路图。（选做）
（二） 译码器的应用 １） 试用中规模138译码器和与非门设计一个全减器。画出真值表，写出表达式，画出实验电路图。在QuartusⅡ环境下实现设计，完成对波形的仿真，并将设计下载到实验箱并进行功能验证。(设Ai为被减数，Bi为减数，Ci-1为低位向本位的借位，Si是差值，Ci是本位向高位的借位)。
２） A、B、C三个车间，由发电机F1、F2供电，F1的发电量是F2的两倍，A的用电量等于F1的发电量，B或C的用电量等于F2的发电量，当车间用电超过发电量时，应停机，并产生报警信号L，请设计发电机启停控制电路和报警电路，写出函数式，列出真值表，画出实验电路。在QuartusⅡ环境下实现设计，完成对波形的仿真，并将设计下载到实验箱并进行功能验证。（选做） 四、予习要求：
(一)复习集成多路选择器构成逻辑电路的方法。
(二)在实验前熟悉附录所给出的集成与非门，多路选择器，译码器管脚图，使能端用法及原理图。 (三)预习利用QuartusⅡ和可编程器件（PLD）进行数字电路设计的基本设计方法。 五、报告要求： 1.实验目的和要求 2.实验主要仪器和设备 3.实验原理
4.实验方案设计、实验方法 5.实验步骤 6.实验结果分析 7.实验结论 8.思考题
注：①1-4项内容为实验预习内容，学生须在进实验室之前完成。 ②实验结果须有指导教师签字。
7
实验三 时序逻辑电路分析和设计
一、实验目的：
(一)掌握时序电路的分析和设计。 (二)应用时序电路解决实际问题。 二、实验原理
１、分析一个时序电路，就是要找出给定时序电路的逻辑功能。具体地说就是要求找出电路的状态和输出状态在输入变量和时钟信号作用下的变化规律。分析步骤如下：
① 写方程
根据给定的逻辑图写出各触发器的时钟方程，驱动方程和电路的输出方程。 ② 求各触发器的驱动方程
把各触发器的驱动方程带入各触发器的特性方程，得各触发器的状态方程。 ③ 求状态转换表
设初态求次态，直到回到初态为止。 ④ 检验电路能否自启动。 ⑤ 分析逻辑功能。 ２、时序逻辑电路的设计
三、实验内容：
(一)时序电路分析：
分析下列时序电路，说明其功能，画出Q1，Q0,Z1,Z2的波形图，并在QuartusⅡ环境下用实验验证。
(二)时序电路设计：
用74LS74及与非门设计一个同步时序逻辑电路，要求满足如下图所示的波形。
8
1.简要写出设计过程，画出原理图，注明管脚。 2.完成对设计的波形仿真。
(三)设计一个控制电路，控制一台自动出售四分邮票的装置。输入是代表一分、二分、五分硬币的脉冲信号——顾客投入的硬币，输出是代表邮票和找还给顾客硬币的脉冲信号。在QuartusⅡ环境下实现设计，并将设计下载到实验箱并进行功能验证。〔提示：一般情况下，某一时刻只会投入一种硬币，即输入信号是互相排斥的，投入的硬币总数小于八分，按下手动按钮出售邮票和找钱。〕 五、予习要求：
1.复习时序逻辑电路的分析方法和设计方法。
2.内容(一)写出分析的过程，画出理论波形，说明功能。 3.内容(二)(三)写出设计过程，画出实验电路。 六、报告要求： 1.实验目的和要求 2.实验主要仪器和设备 3.实验原理
4.实验方案设计、实验方法 5.实验步骤 6.实验结果分析 7.实验结论 8.思考题
注：①1-4项内容为实验预习内容，学生须在进实验室之前完成。 ②实验结果须有指导教师签字。
9
实验四 计数译码显示电路设计
一、实验目的
通过使用QuartusII开发工具设计简单数字电路的实验，学习有关可编程逻辑器件PLD的基本知识，掌握原理图设计输入、编译、仿真的基本方法，提高对EDA设计方法的认识。为进一步学好用好EDA设计奠定基础
二、实验要求
（1）利用QuartusII开发系统采用原理图方式进行设计，计数器每秒计一次数，外围8个数码管显示十进制计数器的计数结果，同时计数器的输出又作为数码管位译码输入信号，从而形成扫描信号。
（2） 输入设计完成后，为验证逻辑功能的正确性应进行逻辑功能仿真。 （3）下载到实验板进行实验验证。
三、实验设备
个人计算机、KANGXIN PK3实验箱，PLD器件型号为Cyclone系列的EP1C3T144C8。
四、实验过程
（一）电路设计框图
时钟信号 PLD器件
BCD-七段显示码 计数器 数码管动态扫描 输出
LED显示电路
图1 总体设计框图
3×8译码显示驱动
SS0 SS1 SS2 A~G 图2 带位译码选通的数码管显示电路
10
