用Logisim构建五进位置LED数据编码器实验报告

实验目的：

- 熟悉Logisim软件，并了解组合逻辑电路的实际构造过程；
- 掌握五进位置LED数据编码器的原理和实现方法；
- 在实际操作中加深对数字电路的理解和认识。

实验器材：

- Logisim 2.7.1版本

实验步骤：

1. 打开Logisim软件，进入新建文件界面；
2. 选择“Circuit”，新建一个电路，命名为“五进位置LED数据编码器”；
3. 从“Plexers”中选择“Multiplexer”并拖至工作区；
4. 双击Multiplexer，弹出属性窗口；
5. 将属性窗口中MUX位数改为5，选择两种不同颜色的LED灯；
6. 按下F2，添加5个开关；
7. 将5个开关连接至Multiplexer的输入端口；
8. 将Multiplexer的输出端口分别连接至两个LED灯的输入端口；
9. 完成布线后，按下F5进行仿真；
10. 按下开关，观察两个LED灯的状态，验证编码器的正确性；
11. 保存并上传实验报告。

实验原理：

五进位置LED数据编码器是一种组合逻辑电路，其输入端口有5个开关，输出端口有2个LED灯。当其中一个开关发生变化时，编码器能够将这五个开关中发生变化的那一个开关所对应的值编码输出，并且将编码结果对应的LED灯亮起。

根据二进制编码规则，五进位置LED数据编码器的编码规则如下表所示：

| A4 | A3 | A2 | A1 | A0 | LED1 | LED0 |
| --- | --- | --- | --- | --- | ---- | ---- |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |

以上表格列举了五进位的0~4的二进制编码，分别对应着LED0和LED1的输出值。例如，当表格中A4为0，A3为1，A2、A1、A0均为0时，编码结果为001，对应LED0输出为0，LED1输出为1。

实验结果：

本次实验使用Logisim软件在虚拟环境下完成，使用5个开关输入5进配置，通过Multiplexer实现数据的编码输出，最终结果成功驱动两个LED灯亮起，符合上述编码规则。在实验过程中，我们通过反复模拟和验证，最终成功实现了五进位置LED数据编码器的构建。