實(shí)驗(yàn)一組合邏輯電路

1、LimsEER電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告東南大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)與邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)第一次實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱：組合邏輯電路院（系）：專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：實(shí)驗(yàn)室：實(shí)驗(yàn)組別：同組人員：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2015年10月29日評(píng)定成績(jī)：審閱教師：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼J(rèn)識(shí)數(shù)字集成電路，能識(shí)別各種類型的數(shù)字器件和封裝掌握小規(guī)模組合邏輯和邏輯函數(shù)的工程設(shè)計(jì)方法掌握常用中規(guī)模組合邏輯器件的功能和使用方法學(xué)習(xí)查找器件資料，通過(guò)器件手冊(cè)了解器件了解面包板的基本結(jié)構(gòu)、掌握面包板連接電路的基本方法和要求了解實(shí)驗(yàn)箱的基本結(jié)構(gòu)，掌握實(shí)驗(yàn)箱電源、邏輯開(kāi)關(guān)和LED點(diǎn)平指示的用法學(xué)習(xí)基本的數(shù)字電路的故障檢查和排除方法學(xué)Mulitisim邏輯

2、化簡(jiǎn)操作和使用方法學(xué)習(xí)ISE軟件操作和使用方法二、實(shí)驗(yàn)原理1 .組合邏輯電路：組合邏輯電路又稱為門網(wǎng)絡(luò)，它由若干門電路級(jí)聯(lián)（無(wú)反饋）而成，其特點(diǎn)是（忽略門電路的延時(shí)）：電路某一時(shí)刻的輸出僅由當(dāng)時(shí)的輸入變量取值的組合決定，而與過(guò)去的輸入取值無(wú)關(guān)。其一般手工設(shè)計(jì)的過(guò)程為：分析其邏輯功能列出真值表寫出邏輯表達(dá)式，并進(jìn)行化簡(jiǎn)畫出電路的邏輯圖2 .使用的器件：1） 74HC00（四2輸入與非門）：芯片內(nèi)部有四個(gè)二輸入一輸出的與非門。2） 74HC20（雙4輸入與非門）：芯片內(nèi)部有兩個(gè)四輸入一輸出的與非門。注意，四輸入不能有輸入端懸空。3） 74HC04（六反相器）：芯片內(nèi)部有六個(gè)非門，可以將輸入信號(hào)反相

3、。當(dāng)然，也可以通過(guò)2輸入與非門來(lái)實(shí)現(xiàn)，方法是將其一個(gè)輸入端信號(hào)加高電平。4） 74HC151（數(shù)據(jù)選擇器）：其功能猶如一個(gè)受編碼控制的單刀多擲開(kāi)關(guān)，可用在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，選擇所需的信號(hào)。它有8個(gè)與門，各受信號(hào)A2、A1、A0的一組組合控制，再將這8個(gè)與門的輸出端經(jīng)一個(gè)或門輸出，是一個(gè)與一或電路。5） 74HC138（3線-8線譯碼器）：其有三個(gè)使能端E1、E2、E3,可將地址段（ARA1、A2）的二進(jìn)制編碼在Y0至Y7對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容必做實(shí)驗(yàn)：數(shù)值判別電路a） 設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，它接收一位8421BC加BBB1R,僅當(dāng)2B3B2B1B07時(shí)輸出丫才為1（第6周實(shí)驗(yàn)課內(nèi)

4、指導(dǎo)教師驗(yàn)收）b） 設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，它接收4位2進(jìn)制數(shù)B3B2BB,僅當(dāng)2B3B2B1B07時(shí)輸出丫才為1答：真值表:a.B3B2B1B0Y000000001000100001110100101101101101011101000010010b.B3B2B1B0Y00000000100010000111010010101101101011101000010010101001011011000110101110011110函數(shù)表達(dá)式:a.50b.=B3B2BlBOIB3B2BlIB3Bl*Bq電路原理圖:a.NAN32MAND2NAND301INVINV1210NAND3b.ONO8八靜態(tài)

5、驗(yàn)證:a.b.數(shù)據(jù)分析:a.B3B2B1B0Ya測(cè)試結(jié)果000010暗00010暗00100暗00111亮01001亮0101r1亮01101亮01110暗100010暗10010暗b.B3B2B1B0Y測(cè)試結(jié)果000010暗00010暗00100暗0011口亮0100:1亮01011亮0110：1亮01110暗100010暗100110暗10100暗1011：0暗11000暗11010暗111010暗11110暗 人類有四種血型：A、B、AB和O型。輸血時(shí)，輸血者與受血者必須符合下圖的規(guī)定，否則有生命危險(xiǎn)，利用數(shù)據(jù)選擇器和最少數(shù)量的與非門，完成血型配對(duì)任務(wù)。（設(shè)計(jì)方案可參看數(shù)字邏輯電路實(shí)踐教

6、材Page86）答：真值表：輸血者受血者G1G0血型R1R0血型00。型00。型01A型01A型10B型11B型11AB型11AB型G1G0R1R0S00001000110010100111010000101101100011111000010010101011011111000110101110011111函數(shù)表達(dá)式:降維得:VccR0 R1 G2Vcc靜態(tài)驗(yàn)證:數(shù)據(jù)分析:G1G0R1R0S測(cè)試結(jié)果0000P1亮00011亮00101亮0011P1亮01000暗01011亮0110r0暗01111亮1000r0暗110010暗10101亮1011r1亮一11000暗11010暗1110r0暗

7、11111亮 控制發(fā)電機(jī)組的供電控制電路的設(shè)計(jì)設(shè)有三臺(tái)用電設(shè)備A、B、C和兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組X、Y。X機(jī)組功率為10kW,Y機(jī)組功率為20kW用電設(shè)備A用電量為15kW,設(shè)備B用電量為10kW,設(shè)備C用電量為5kW,三臺(tái)用電設(shè)備有時(shí)同時(shí)工作，有時(shí)只有其中部分設(shè)備工作，甚至均不工作。試設(shè)計(jì)一個(gè)供電控制電路控制發(fā)電機(jī)組，以達(dá)到節(jié)電的目的。答：真值表:ABCXY00000001100101001101100011010111011111111.表木運(yùn)行0表不不運(yùn)行函數(shù)表達(dá)式:0111101|X=ABCiA*BiBCml+m2+m6+in7A 0001111001V=A+BC=m3+m4+m5+m6+m77

8、41S138NAficG74HC20N2V%HCQQN2V74IIC00N2VVccGND靜態(tài)驗(yàn)證:數(shù)據(jù)分析:ABCXY測(cè)試結(jié)果00000都不運(yùn)行00110只X運(yùn)行01010只X運(yùn)行01101只Y運(yùn)行10001只Y運(yùn)行10101只Y運(yùn)行11011都運(yùn)行11111都運(yùn)行設(shè)計(jì)一個(gè)保險(xiǎn)箱的數(shù)字密碼鎖，該鎖有4位密碼輸入端（A0,A1,A2,A3）和一個(gè)開(kāi)箱鑰匙信號(hào)輸入端（E）。當(dāng)用鑰匙開(kāi)箱時(shí)（E=1）,如果輸入密碼=1011”，保險(xiǎn)箱被打開(kāi)（Z1=1）;如果不符，電路將發(fā)生報(bào)警信號(hào)（Z2=1）。要求使用最少數(shù)量的與非門實(shí)現(xiàn)電路，檢測(cè)并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。答：真值表:EA0A1A2A3Z1Z20xxxx00

9、10000011000101100100110011011010001101010110110011011101110000111001011101001110111011100011110101111100111111011表示使用0表示不使用函數(shù)表達(dá)式：|Z1=E-A0AT-A2*A3|Z2=引靜態(tài)驗(yàn)證:數(shù)據(jù)分析:EA0A1A2A3Z1Z2測(cè)試結(jié)果0xxxx01警報(bào)1000001警報(bào)1000101警報(bào)1001001警報(bào)1001101警報(bào)1010001警報(bào)11010101警報(bào)1011001警報(bào)1011101警報(bào)11100001警報(bào)1100101警報(bào)1101001警報(bào)11101110開(kāi)啟111

10、0001警報(bào)1110101警報(bào)1111001警報(bào)1111101警報(bào)四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)在這次的實(shí)驗(yàn)中，我開(kāi)始真正接觸電類專業(yè)的一些相關(guān)知識(shí)，并且親自動(dòng)手搭一些電路，也使得我在計(jì)邏課上學(xué)到的一些數(shù)電的基礎(chǔ)理論知識(shí)能夠應(yīng)用到實(shí)踐中來(lái)，兩者相互結(jié)合使得我對(duì)這部分的知識(shí)有了更深的理解。并且這門實(shí)驗(yàn)課也極大地培養(yǎng)了我的動(dòng)手能力，比如如何在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前進(jìn)行線路的布線，怎么布線比較美觀，方便，為之后的查錯(cuò)提供便利。老師也交給了我們?cè)谶@門實(shí)驗(yàn)中遇到錯(cuò)誤怎么來(lái)自己動(dòng)手檢查出來(lái)，如將實(shí)驗(yàn)箱中電壓表的接地端接到電源的接地端上，另一端就可以直接來(lái)測(cè)量電路中各個(gè)地方的電壓來(lái)檢查是否與自己設(shè)計(jì)的相同。這查錯(cuò)方法是非常重要的，為之后更復(fù)雜的電路的搭建奠定了基礎(chǔ)。這次實(shí)驗(yàn)中我主要遇到了兩個(gè)問(wèn)題： 我在做實(shí)驗(yàn)一中的b時(shí)，接通電源后，六反相器燒掉了。我檢查的方法是用萬(wàn)用表的測(cè)量是否接通的功能來(lái)測(cè)量各個(gè)芯片的Vcc與GN郵之間是否短路。在測(cè)量六反相器的時(shí)