【数字逻辑基础】三人表决电路及四舍五入判别电路实验

实验内容

❑ 了解元件工具箱中常用的器件的调用、参数选择。

❑ 调用各类仿真仪表，掌握各类仿真仪表控制面板的功能。

❑ 完成四舍五入判别电路（其输入为8421BCD码，要求当输大于或等于5时，判别电路输出为1，反之为0。只能用与非门实现）。

❑ 设计一个表决电路，当控制端M=0时，输入端A、B、C一致同意时，输出F为1，否则输出为0；当控制端M=1时，输入端A、B、C多数同意时，输出F为1，否则输出为0。要求用3线—8线译码器74LS138和必要的门电路实现。

实验报告1

1. • 实验名称

三人表决电路

2. • 实验目的

用3线—8线译码器74LS138和必要的门电路实现：当控制端M=0时，输入端A、B、 C一致同意时，输出F为1，否则输出为0；当控制端 M=1时，输入端A、B、C多数同意时，输出F为1，否则输出为0。

3. • 实验电路

4.实验软件与环境

ASUS VivoBook + NI Multisim 14.0 + Windows10.

5.实验内容与步骤

①写出真值表

M	A	B	C	F
0	0	0	0	0
0	0	0	1	0
0	0	1	0	0
0	0	1	1	0
0	1	0	0	0
0	1	0	1	0
0	1	1	0	0
0	1	1	1	1
1	0	0	0	0
1	0	0	1	0
1	0	1	0	0
1	0	1	1	1
1	1	0	0	0
1	1	0	1	1
1	1	1	0	1
1	1	1	1	1

②根据真值表，利用卡诺图进行化简

MA\BC	00	01	11	10
00	0	0	0	0
01	0	0	1	0
11	0	1	1	1
10	0	0	1	0

③根据卡诺图化简结果得到表达式

表达式为：F = M’ABC + MA’BC + MAB’C + MABC’ + MABC

= ABC + MAC + MAB + MBC

=∑m（7,11,13,14,15）

④根据表达式进行仿真

根据原理，我们选择利用74LS138的自扩展实现4线-16线译码器。通过将四个输入A、B、C、M分别接到高位和低位的输入端口，可以在该译码器的输出端得到F0’- F15’的输出，将对应输出结果作为与非门的输入端连接即可。输出端接蓝色LED灯判定结果，若结果为1，则LED灯亮，否则LED灯不亮。

6.实验结果

当控制端M=0时，输入端A、B、 C均为1时，LED灯亮，否则LED灯不亮；当控制端 M=1时，输入端ABC=110或101或011或111时，LED灯亮，否则LED灯不亮，符合预期实验结果。

7. 实验收获、体会与建议

在本次实验过程中，我对各类仿真仪表的调用有了更加深入的认识。在仿真过程中，我一度为“如何获得五输入的与非门”而发愁。后来，通过一个四输入与门和一个二输入与非门我成功解决了该问题，这给予我许多学习的信心。总之，这同样是一次让我收获颇丰的仿真实验经历。

实验报告2

1. • 实验名称

四舍五入判别电路

2. • 实验目的

在输入为8421BCD的条件下，用与非门实现：当输入大于或等于5时，判别电路输出为1，反之为0。

3. • 实验电路

4.实验软件与环境

NI Multisim 14.0 + Windows10.

5.实验内容与步骤

①写出真值表

A	B	C	D	F
0	0	0	0	0
0	0	0	1	0
0	0	1	0	0
0	0	1	1	0
0	1	0	0	0
0	1	0	1	1
0	1	1	0	1
0	1	1	1	1
1	0	0	0	1
1	0	0	1	1
1	0	1	0	1
1	0	1	1	1
1	1	0	0	1
1	1	0	1	1
1	1	1	0	1
1	1	1	1	1

②根据真值表，利用卡诺图进行化简

AB\CD	00	01	11	10
00	0	0	0	0
01	0	1	1	1
11	1	1	1	1
10	1	1	1	1

③根据卡诺图化简结果得到表达式

表达式为：F = A + BD +BC = (A’ + (BD)’ + (BC)’)’

④根据表达式进行仿真

由于输入为四位的8421BCD码，我们选择四个输入源分别为A、B、C、D。通过三个二输入与非门接收输入，并将各输出接至一个四输入与非门的三个输入端，另一端接高电平，输出端接蓝色LED灯判定结果，若结果为1，则LED灯亮，否则LED灯不亮。

6.实验结果

当输入为0000、0001、0010、0011、0100时，LED灯不亮；其余情况下，LED灯亮，符合预期实验结果。

7. 实验收获、体会与建议

在本次实验过程中，我初步了解到Multisim的使用，并对相关器件的调用及参数选择有了更深入的认识。在仿真过程中，我误识元件“三输入与非门”，导致实验前期无法获得理想结果。在同学的帮助下，我学会深入了解各器件的引脚图以明确元件原理，这对我的学习有着巨大的启发作用。总之，这是一次让我收获颇丰的仿真实验经历。

实验源码：https://github.com/YourHealer/Digital-Logic-Experiment-of-three-person-voting-circuit-and-rounding-discrimination-circuit.git