数字电子技术实验
实训1 数制转换与逻辑运算
一、实训涉及的基本知识
1．数制之间的转换
1）二进制转换成为十进制
每个二进制数乘以对应的加权因子，并将结果相加。
（即按权展开之后，再相加）
将下列二进制数转换为十进制数：
（01001011）B =
（10100111011）B =
2）十进制转换成为二进制
除2取余法。
（即长除法）
将下列十进制数转换为二进制数：
（122）D =
（152）D =
3）二进制与八进制、十六进制之间的转换
从最低有效位开始，将二进制按每组3位（或4位）分组，即可得等值的八进制（或十六进制）。
用相反的过程可将八进制数（或十六进制数）转换为二进制数。
将下列二进制数分别转换为八进制数及十六进制数：
（10100111011）B =
（110010100）B =
将下列数制转换成为二进制数：
（263）O =
（16C）H =
2. 逻辑运算
与运算：有0出0，全1为1；
或运算：全0出0，有1为1；
非运算：有0出1，是1为0；
与非运算：有0出1，全1为0；（先与后非，所以结果正好和“与运算”相反）；
或非运算：全0出1，有1为0；（先或后非，所以结果正好和“或运算”相反）；
异或运算：输入不同，输出为1；输入相同，输出为0；
同或运算：输入不同，输出为0；输入相同，输出为1.
3. 字符发生器的使用
打开Simulate ✂ Instruments ✂ Word Generator，出现图1-1所示的图标。
双击之后出现图1-2所示的操作面板图。
图1-1 图标图1-2 操作面板图
字信号发生器是一个通用的数字激励源编辑器，可以采用多种方式产生32位的同步逻辑信号，用于对数字逻辑电路进行测试。
在操作面板上，左侧是控制面板，右侧是字信号发生器的字符窗口。
控制面板分为Controls（控制方式）、Display（显示方式）、Trigger（触发）、Frequency（频率）等几个部分。
1）字信号的修改：可以通过双击字符窗口中的字符，或通过Set…按钮来修改字符，前者只能完成单个字符的修改，而后者可以实现批量修改。
2）输出的控制：提供三种输出方式（也就是三种控制方式），分别是
Cycle ——从起始地址开始循环输出一定数量的数字信号（数量通过单击Set…按钮进行设定）；
Burst ——逐条单循环地输出从起始地址至终了地址的全部数字信号；
Step ——单步输出数字信号；
Set ——用来设置数字信号的类型和数量，具体说明如图1-3所示。
图1-3 Settings 对话框
二、实训内容及步骤
1.打开文件SEC1-08.ms7，该电路说明了二进制数和十六进制数之间的转换关系。
字信号发生器用来驱动8个二进制数码灯和2个十六进制显示器。
完成以下操作，并记录实验数据：
1）若按下5次Step，显示的8位二进制数是多少？相应的显示器读数是什么？
2）必须按下几次Step才能得到二进制数0000 1011？相应的显示器读数是什么？
3）如果按14次Step，显示的十六进制数是多少？二进制数呢？
4）必须按下几次Step才能得到十六进制数1b？
5) 选择Cycle输出控制方式，查看二进制数码灯及十六进制显示器的变化。
尝试修改信号的输出频率为100Hz或者其他，查看输出数码灯及显示器的变化。
6）试着做一做：该电路略作修改即可用于说明二进制数和八进制数之间的转换关系。
想一想，要怎么修改电路来实现二进制数和八进制数之间的转换关系呢？
2.加载电路文件SEC1-1
3.ms7，该电路仿真的是化学工厂的温度及压力监视系统，用来监视4个化工罐（TankA、TankB、TankC和TankD）的温度（T）和压力（P）。
将电源开关闭合，十六进制显示器显示为00H，说明温度和压力值在正常范围内；一旦温度或压力超出警戒线，罐内传感器向相应输出位输出“1”并将该信息传给计算机，若一切正常，所有输出位皆为“0”。
1）如果D罐（即TankD）超温，十六进制显示器的显示值为多少？点按指示键多次，以提高D 罐温度，验证你的答案。
再按Shift+指示键，即可恢复到最小值。
2）如果所有的温度都超高，显示的数字应为多少？验证你的答案，然后恢复到初始状态。
3）如果显示的十六进制数位0CH，说明哪些参数超标？升高相应罐的参数验证你的答案。
4）如果显示的十六进制数为AAH，说明哪些参数超标？验证答案后，记录所有数据。
3.打开文件fig03_11.ms7，运行仿真，双击XSC1（4通道示波器），查看输入与输出的波形，并记录下来（可按暂停键便于查看）；然后完成以下操作：
1）将U1变为2输入或门（OR2），重新仿真，查看波形，记录数据；
2）将U1变为2输入与非门（NAND2），重新仿真，查看波形，记录数据；
3）将U1变为2输入或非门（NOR2），重新仿真，查看波形，记录数据；
注意：通过以下操作选择元器件：Place ✂ Component ✂在Group中选择Misc Digital，在Family 中选择TIL，然后在出现的元器件列表框中选择相应的元器件。
三、实训报告要求
记录数据及示波器显示的波形；画出二进制数和八进制数转换关系说明电路；分析并总结结果。