数电课程设计之7段显示器8421BCD码转换器

（一）仅用2输入、3输入和4输入与非门及反相器设计，门和反相器总数不超过20个。　

思路：

       任务要求:驱动七段显示器的8421BCD码转换器

              输入：8421BCD码

              输出：七段显示器上显示对应数字

              规定：由于七段显示器只能显示0到9的数字，及BCD码从0000到1001，对于1010到1111的BCD码此处以无关项处理。

 

 

真值表如下：

 

输入变量					输出变量
A	B	C	D		X1	X2	X3	X4	X5	X6	X7
0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	0
0	0	0	1	1	0	1	1	0	0	0	0
0	0	1	0	2	1	1	0	1	1	0	1
0	0	1	1	3	1	1	1	1	0	0	1
0	1	0	0	4	0	1	1	0	0	1	1
0	1	0	1	5	1	0	1	1	0	1	1
0	1	1	0	6	0	0	1	1	1	1	1
0	1	1	1	7	1	1	1	0	0	0	0
1	0	0	0	8	1	1	1	1	1	1	1
1	0	0	1	9	1	1	1	0	0	1	1
1	0	1	0	10	x	x	x	x	x	x	x
/	/	/	/	/	/	/	/	/	/	/	/
1	1	1	1	15	x	x	x	x	x	x	x

 

 

４个输入变量，７个输出变量。

对X1到X7利用卡诺图化简（圈一）得到：

X1=A+B’D’+BD+CD

X2=B’+C’D’+CD

X3=B+D+C’

X4=B’D’+CD’+B’C+BC’D

X5=B’D’+CD’

X6=A+BC’+BD’+C’D’

X7=A+BD’+BC’+B’C

 

将与门变为与非门，或门变为与非门，对于表达式中的单变量则取其反变量，得到如下电路图。与非门与反相器的和为20。

电路图如下：

（二）利用MSI器件完成。

根据(1)中的真值表，利用两片74LS138以及与非门和反相器实现。

对输出函数X1到X7取两次反。第一次对逻辑函数取反，以简化连接74LS138端口的个数，第二次取反则恢复原来的逻辑。

电路设计过程中，门电路均转化为与非门，和部分反相器。

电路图如下：

Verilog语言:

仿真程序：

仿真波形：

A=con[0]; B=con[1]; C=con[2]; D=con[3];

电路综合图：

仿真综合用vivado2017完成。