北工大-基于逻辑门的七段数码管字形发生器的设计

数逻大作业1基于逻辑门的七段数码管字形发生器的设计王禹心17110113project_1:基于逻辑门的七段数码管字形发生器的设计（20分）说明：1．时间安排：第二章课后2．安装、熟悉LogicSim平台，对指定电路进行测试3．完成基于逻辑门的七段数码管字形发生器的设计与验证4．考查理论课中相关知识点的掌握情况5．完成Word报告（注意图表的规范性，含实验小结）一、基于LogicSim平台的电路测试1．在LogicSim中打开给定的project_1.circ2．然后，点击“大作业1逻辑图”，查看电路图（此时你可能不理解电路结构），将SharedLabel内容修改为与你的学号相关3．然后，点击“应用测试”，看到基于逻辑符号（应有你的学号信息）的电路设计，截图。4．对该电路进行测试，填写下表当SEL=00时当SEL=01时当SEL=10时当SEL=11时输入输出余三码输出输出输出输出ABCDOUT3-0OUT3-0OUT3-0OUT3-0FLAG0000001100000000000000001010000010001000000010010100100011000000011011000110010000000100011101000110000000101100010110111000000110100111000101000000111101011010100000001000101111101100000001001110011111000000001010000000000000000011011000000000000000011100000000000000000011101000000000000000011110000000000000000011111000000000000000015．分析电路实现的逻辑功能当SEL=00时，连接加法器，输出余三码，并且当输入为无效码时输出0000；当SEL=01时，输出2421码，并且当输入为无效码时输出0000；当SEL=10时，输出格雷码，并且当输入为无效码时输出0000；当SEL=11时，终止，全部输出0000。6．说说你对“大作业1逻辑图”中电路结构的理解MUX会根据不同的赋值选择余三码，2421码或格雷码；FLAG显示输入是否有效，有效为0，无效为1；最上面那个是加法器，功能是输出余三码。7．截取word报告用图1.SEL=00输入0100输出0111余三码2.SEL=01输入0100输出01002421码3.SEL=10输入0100输出0110格雷码4.SEL=11输入0100输出0000终止5.SEL=11输入1100无效码FLAG=1二、基于逻辑门的七段数码管字形发生器的设计与验证1．列出“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ABCDabcdefg000011111100000101100001001011011012001111110013010001100114010110110115011010110116011111100007100011111118100111110119101000000000101100000000110000000000110100000000111000000000111100000000dabcefg2．卡诺图化简，求出7个函数的最简与或表达式AB000111100010d10101d11111dd1011dda=A+C+BD+B_D_AB000111100011d10110d11111dd1010ddb=A_B_+C_D_+CD+AAB000111100011d10111d11111dd1001ddc=C_+B+DAB00011110CDCDCDCD0010d10101d11110dd1011ddd=B_D_+A+B_C+CD_+BDC_AB000111100010d10100d01100dd1011dde=B_D_+CD_AB000111100011d10101d11100dd1001ddf=C_D_+A+BD_+BC_AB000111100001d10101d11110ddCDCDCD1011ddg=A+B_C+BC_+CD_3．在LogicSim中，根据最简与或表达式，画整体电路图（电路名称中含有学号信息），设定输入和输出后对所设计的电路进行整体功能验证，将SharedLabel内容修改为与你的学号相关4．编辑该电路的逻辑符号5．添加电路，完成顶层设计。调用该电路的逻辑符号（应有你的学号信息），添加LogicSim器件库中的“七段数码管”，正确连接，设定输入和输出，再次进行验证，可直观看到输入编码与显示的关系6．若有错，修改相应环节，直到正确7．截取Word报告所需的内容（合理选择）8．思考、讨论并解答若要求仅采用与非门实现，你的解决方案？答：将原来的与或式转换为与非式。如果支持共阳极数码管，你的解决方案？答：最后那个输出取非，就是最后的或门改成或非门。图示说明既能支持共阴极又能支持共阳极的解决方案。三、知识点考查1．填写真值表输入变量逻辑功能及输出函数ABC三变量一致（F1）奇数个1（F2）双0检测（F3）0001000010110100110110001000111010001100001111102．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ABCD偶数个1（F4）三0检测（F5）都是0（F6）00000010001010001001000111000100010010110001101000111000100001010011001010100101100011001001101000111000011111003．举例说明，含有“无关项”化简时，“无关项”的——尽量使用和尽量不用的辩证原则。AB00011110001101011dd1CD1100d01000d0f=A_C_+ABC_可能有0型冒险AB00011110001101011dd11100d01000d0f=B_C_+A_C_D_比较稳定卡诺图化简时利用无关项比较方便，但有可能会出现险象。四、综合以上内容，撰写WORD报告和小结通过完成第一次的数逻大作业，我能初步的使用logism软件进行对电路图的绘制，学习到了最基本的使用方法包括每个电路部件的位置和封装。同时这次大作业中有大量关于卡诺图的化简，因此我对这个方法的使用更加熟练快捷，出错率也变低。由于初次画电路图不是很熟练，因此耗费了不少时间，并且画出的图并不美观很乱，容易在连线过程中出错。最后关于共阴极和共阳极的知识还是学的不太明白，问了一些同学但是并没有讲明白，因此上面的问题并没有答出来，我会在课后另找一些学习更优秀的同学进行学习和询问。CD