實驗二組合邏輯電路的設(shè)計與測試.doc

1、實驗二 組合邏輯電路的設(shè)計與測試一、實驗目的1、掌握組合邏輯電路的設(shè)計方法及功能測試方法。2、熟悉組合電路的特點。二、實驗原理1、使用中、小規(guī)模集成電路來設(shè)計組合電路是最常見的邏輯電路。設(shè)計組合電路的一般步驟如圖21所示。圖21 組合邏輯電路設(shè)計流程圖 根據(jù)設(shè)計任務(wù)的要求建立輸入、輸出變量，并列出真值表。然后用邏輯代數(shù)或卡諾圖化簡法求出簡化的邏輯表達式。并按實際選用邏輯門的類型修改邏輯表達式。 根據(jù)簡化后的邏輯表達式，畫出邏輯圖，用標準器件構(gòu)成邏輯電路。最后，用實驗來驗證設(shè)計的正確性。 2、組合邏輯電路設(shè)計舉例 用“與非”門設(shè)計一個表決電路。當四個輸入端中有三個或四個為“1”時，輸出端才為“1

2、”。設(shè)計步驟：根據(jù)題意列出真值表如表21所示，再填入卡諾圖表22中。表21D0000000011111111A0000111100001111B0011001100110011C0101010101010101Z0000000100010111 表22 DABC00011110000000010010110111100010 由卡諾圖得出邏輯表達式，并演化成“與非”的形式 ZABCBCDACDABD根據(jù)邏輯表達式畫出用“與非門”構(gòu)成的邏輯電路如圖22所示。圖22 表決電路邏輯圖用實驗驗證該邏輯功能在實驗裝置適當位置選定三個14P插座，按照集成塊定位標記插好集成塊CC4012。按圖22接線，輸入

3、端A、B、C、D接至邏輯開關(guān)輸出插口，輸出端Z接邏輯電平顯示輸入插口，按真值表（自擬）要求，逐次改變輸入變量，測量相應(yīng)的輸出值，驗證邏輯功能，與表21進行比較，驗證所設(shè)計的邏輯電路是否符合要求。三、實驗設(shè)備與器件 1、 5V直流電源 2、 邏輯電平開關(guān) 3、 邏輯電平顯示器 4、 直流數(shù)字電壓表5、 CC40112（74LS00） CC40123（74LS20） CC4030（74LS86）CC4081（74LS08） 74LS542(CC4085) CC4001 (74LS02) 四、實驗內(nèi)容 1、設(shè)計用與非門及用異或門、與門組成的半加器電路。 （1）真值表如下表A B S C 0 0 0

4、0 0 1 1 0 1 0 10 1 1 0 1 (2) 簡化邏輯表達式為（3）邏輯電路圖如下2、設(shè)計一個一位全加器，要求用異或門、與門、或門組成。用四2輸入異或門（74LS86）和四2輸入與非門（74LS00）設(shè)計一個一位全加器。（1）列出真值表如下表。其中Ai、Bi、Ci分別為一個加數(shù)、另一個加數(shù)、低位向本位的進位；Si、Ci+1分別為本位和、本位向高位的進位。Ai Bi CiSi Ci+1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 01 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 10 1 1 1 00 1 1 1 1 1 1（2）由全加器真值表寫出函數(shù)表達式。 （3）將上

5、面兩邏輯表達式轉(zhuǎn)換為能用四2輸入異或門（74LS86）和四2輸入與非門（74LS00）實現(xiàn)的表達式。 （4）畫出邏輯電路圖如下圖，并在圖中標明芯片引腳號。按圖選擇需要的集成塊及門電路連線，將Ai、Bi、Ci接邏輯開關(guān)，輸出Si、Ci+1接發(fā)光二極管。改變輸入信號的狀態(tài)驗證真值表。3、按圖22接線，輸入端A、B、C、D接至邏輯開關(guān)輸出插口，輸出端Z接邏輯電平顯示輸入插口，按真值表要求，逐次改變輸入變量，測量相應(yīng)的輸出值，驗證邏輯功能，與表21進行比較，驗證所設(shè)計的邏輯電路是否符合要求。五、實驗總結(jié)1應(yīng)正確選擇集成電路的型號，不要將集成芯片的電源端接反，要學會看芯片各個引腳的功能表。2、學會根據(jù)設(shè)計任務(wù)