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1、数字设计原理与实践课程设计设计题目：1.下面的七段显示码可以用于显示0~9。例如“1”通过第2、3段变亮来显示，“6”通过第3、4、5、6、7段变亮来显示，“9”通过第1、2、3、6、7段变亮来显示“8”通过七段全亮来显示，当逻辑1加到显示模块对应引脚上时就点亮该段。任务:设计一个驱动七段显示器的8421BCD码转换器。输入表示一个8421BCD码数字。a.请仅用2输入、3输入和4输入与非门及反相器设计，门和反相器的个数合计不超过20个。b.利用第六章中的MSI器件完成。2.一个简单的双门安保系统由一个读卡器和键盘组成。若某人有一张含有与某个
2、门对应密码的卡，并输入了该卡指定的键盘授权码，就可以打开这道门，读卡器的输出结果如下：AB无卡插入00Door1的有效密码01Door2的有效密码11无效密码10为了打开一道门，须先在键盘上输入正确的授权码，然后将卡插入读卡器。Door1的授权码为101和110，Door2的授权码为101和011。如果卡上的密码无效或者输入的授权码错误，则当卡插入时就会响起警报。若授权码输入正确，当卡插入时，对应的门打开。设计这一系统：输入由卡密码AB和键盘授权码CDE组成。输出为XYZ（如果X=1，Door1打开；如果Y=1，Door2打开；若Z=1，产生
3、报警声）。a.仅用2输入、3输入和4输入或非门及反相器设计，门和反相器的个数合计不超过19个。b.利用第六章中的MSI器件完成。题目一、我们设定，数字1通过2、3段亮来表示，数字2通过1、2、4、5、7段亮来表示，以此类推，可以得到如图1所示的表格（1表示对应的数码管被点亮）：图1各数码管对应真值表于是就能对每个数码管画出相对应的卡诺图（如图2）图2数码管1-7卡诺图因为BCD码只是用了0000-1001，还有六个二进制数没有使用，为了减少与非门的使用数量，我们认为输入不会是非BCD码，将剩余六个二进制数视为无关项，我们可以在卡诺图中找积之和
4、形式圈图的时候能当成0，也可以当成1处理。根据卡诺图找出积之和表达式，并且在圈卡诺图时尽量让相同项尽可能多，以减少与非门的数量。结果如下：1:F=BC’D+CD+B’D’+A=[(BC’D)’(CD)’(D’D’)’A’]’;2:F=C’D’+B’+CD=[(C’D’)’(CD)’B]’;3:F=(A’B’CD’)’4:F=BC’D+B’D’+B’C+CD’=[(BC’D)’(B’D’)’(B’C)(CD’)’]’5:F=B’D’+CD’=[(B’D’)’(CD’)]’6:F=BC’D+BD’+C’D’+A=[(BC’D)’(BD’)’(C’
5、D’)’A’]’7:F=A+BD’+BC’D+B’C=[A’(BD’)’(BC’D)’(B’C)’]’于是需要的中间与非门就有(CD)’、(C’D’)’、(B’D’)’、(B’C)’、(CD’)’、(BD’)’、(BC’D)’七个。再根据总结出来的表达式用7个与非门分别输出对应的7个数码管的逻辑电平，就能够实现将BCD码转换成十进制数显示出来。电路图如图3所示。图3电路图在此电路中反相器和与非门总共使用18个。使用MSI器件时，选用2-4译码器实现(CD)’、(C’D’)’、(B’D’)’、(B’C)’、(CD’)’、(BD’)’、(BC’D
6、)’七个逻辑关系，然后用与非门输出。电路如图4所示图4MSI器件实现数码管显示Verilog程序实现：moduleVr7seg(A,B,C,D,EN,SEGA,SEGB,SEGC,SEGD,SEGE,SEGF,SEGG);inputA,B,C,D,EN;outputSEGA,SEGB,SEGC,SEGD,SEGE,SEGF,SEGG;regSEGA,SEGB,SEGC,SEGD,SEGE,SEGF,SEGG;reg[1:7]SEGS;always@(AorBorCorDorEN)beginif(EN)case({D,C,B,A})0:SEGS
7、=7'b1111110;1:SEGS=7'b0110000;2:SEGS=7'b1101101;3:SEGS=7'b1111001;4:SEGS=7'b0110011;5:SEGS=7'b1011011;6:SEGS=7'b0011111;7:SEGS=7'b1110000;8:SEGS=7'b1111111;9:SEGS=7'b1110011;defaultSEGS=7'bx;endcaseelseSEGS=7'b0;{SEGA,SEGB,SEGC,SEGD,SEGE,SEGF,SEGG}=SEGS;endendmodule题目二、根据问题
8、可以得到下面的真值表：图5真值表其中Z不仅在A=1,B=0时为1，而是A=0,B=1和A=1,B=1时除了表中列出的C,D,E的取值外都为1。这样，就能分情况列出下
