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数字电路与逻辑设计实验

数字电路与逻辑设计是计算机科学领域中一门很重要的课程，

也是电子信息类专业的必修课，它是教授我们如何设计和实现

数字系统的基础课程，本文将介绍在数字电路与逻辑设计实验

中所学习的内容、方法和技能。

1.实验原理

数字电路与逻辑设计实验通常分为两个部分，第一部分是电路

原理实验，第二部分是VerilogHDL编程实验。在电路原理实

验中，我们将学习数字电路的基本概念和电路元件的属性，如

基本逻辑门、多路器、选择器等。在VerilogHDL编程实验中，

我们将学习如何使用Verilog语言编写模块、测试台等。

数字电路是由一些逻辑元件和它们之间的连线构成的电路，这

些元件按逻辑功能分为基本逻辑元件和组合逻辑元件。其中，

基本逻辑元件分为与门、或门、非门；组合逻辑元件分为多路

器、选择器等。这些元件在电路中可以组合起来构成复杂的数

字电路。数字电路的实现可依赖单片集成电路和数字信号处理

器，其中DSP的应用范围很广，如声音、图像、电力、通讯

等领域，实现效果好、稳定性高、运算速度快。

2.实验设备

数字电路与逻辑设计实验中需要使用的相关设备有数字存储示

波器、数字信号发生器、多路器、选择器等。通过这些设备的

连接和实验操作，我们可以实现数字电路和逻辑设计的模拟和

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仿真，检验和验证电路的逻辑功能和正确性。

3.实验步骤

在数字电路与逻辑设计实验中，我们首先需要熟悉实验设备的

使用，如数字存储示波器和数字信号发生器的操作方法。另外，

需要通过实验练习熟练掌握电路元件的属性和特性，同时了解

逻辑元件之间的互联关系和逻辑实现的方法。

在电路原理实验中，我们需要按照一定的顺序和步骤完成实验。

首先，我们需要准备实验的元件和硬件设备，如多路器、选择

器等，并按照电路图的要求进行连线。接下来，需要通过数字

信号发生器产生逻辑信号，然后将信号输入电路，通过数字存

储示波器展示出电路的输入和输出波形。通过观察输入和输出

波形，能够直观地了解电路的逻辑功能和正确性，可以检验电

路的设计和实现是否符合预期目标。

在VerilogHDL编程实验中，我们需要熟悉VerilogHDL编程

语言的基本知识和模块设计的方法。在模块设计中，需要将功

能分解、抽象，然后通过模块之间的关联实现整体的电路设计

和实现。为了验证电路的正确性，我们需要编写测试台，并将

测试数据输入模块中，通过观察输出的结果，能够判断电路的

正确性和逻辑功能是否符合预期。

4.实验技能

通过数字电路与逻辑设计实验的学习，我们能够掌握如下几方

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面的实验技能：

（1）掌握数字电路元件的属性和特性，了解逻辑元件之间的

互联关系和逻辑实现的方法；

（2）熟练使用数字存储示波器、数字信号发生器等实验设备，

能够根据实验要求进行电路搭建、连线和测试；

（3）熟悉VerilogHDL编程语言的基本知识和模块设计方法，

能够进行模块抽象和模块关联；

（4）熟练编写测试台，对模块进行测试和验证，能够判断电

路的正确性和逻辑功能是否符合预期；

（5）能够运用数字电路和逻辑设计的知识解决实际问题，如

设计数字电路控制系统、实现DSP算法等。

5.总结

数字电路与逻辑设计实验是计算机科学和电子信息类专业中非

常重