实验指导：逻辑运算电路设计与测试

"这是一份计算机组成与设计的实验指导书，主要涵盖了基本逻辑门的逻辑实验和逻辑运算电路的设计。实验目标是掌握TTL逻辑门的逻辑关系，熟悉集成电路的使用，并通过QuartusⅡ软件进行FPGA实验。实验内容包括测试不同类型的TTL集成电路，如74LS86、74LS138、74LS161等，并设计实现1位逻辑运算电路。" 实验指导书详细介绍了如何在QuartusⅡ环境下进行数字逻辑实验，首先强调了实验目的，即掌握TTL逻辑门的工作原理和使用方法。实验内容包括对不同类型的TTL集成电路进行测试，例如二输入四异或门74LS86、三态门TRI、四位二进制计数器74LS161、3-8译码器74LS138、双向移位寄存器74LS194和8位寄存器74LS74。实验者需要将这些器件的输入和输出与实验平台的开关和指示灯相连，然后通过编译和下载设计到FPGA中进行验证。 在实验步骤中，重点讲述了如何进行逻辑运算电路的设计。实验者需根据给出的电路原理图，使用QuartusⅡ完成电路设计。例如，对于逻辑乘、逻辑或和半加运算，可以通过控制不同的输入信号（and、xor、or）来实现1位二进制数a和b之间的逻辑运算。实验者需要将a和b的操作数分别绑定到键盘，输出结果绑定到指示灯，同时将控制输入端与键盘的特定键关联，以便通过改变按键状态来改变逻辑运算类型。 实验提示部分详细说明了如何在QuartusⅡ环境下建立工程文件、绑定输入输出管脚，并且提供了实验接线图和真值表，帮助实验者理解并执行实验步骤。实验过程中，实验者需要通过实验台的电平开关改变输入状态，通过指示灯观察输出结果，从而验证逻辑关系的正确性。 这个实验旨在通过实际操作加深对数字逻辑和FPGA设计的理解，提升学生在硬件描述语言和数字系统设计方面的能力。通过这样的实验，学生不仅能够掌握基础的逻辑门功能，还能了解和应用更复杂的逻辑电路，如计数器、译码器和移位寄存器，以及如何在实际硬件平台上实现这些逻辑功能。