数字电路大作业 - 图文

第五组数电大作业

目录

1. 请用集成四位二进制数值比较器74LS85制定两种方案来实现两个32位二进制数的比较电路，画出电路图； ....................................................................................................................... 1 2.将上述比较的结果YA>B,YA

1.请用集成四位二进制数值比较器74LS85制定两种方案来实现两个32位二进制数的比较电路，画出电路图；

思路：1个74LS85比较器实现的是4位二进制码数码比较器，若想要实现32位的二进制数的比较电路则需要多个74LS85比较器进行级联，而其中又可分为串行方式和并行方式两种方式如下：

串行方式

分析：

此32位比较器从最高位即U5的A3B3开始比较，若A>B,则U5输出为‘1’，‘0’，‘0’，即‘A>B’；若AB或者A

并行方式

分析：最高级比较器是U1，而U1输入位数从高级到低级依次是U2、U4、U3、U5的输出，所以实质上U2中的A3B3才是输入两个数的最高位数，当U1的AiBi输入端都用完时，需把I输入端也用上从而扩展其功能，U1中三个I输入端分别连接U10的三个输出端，而U10和剩下比较器的连接原理与上文所述类似，从而加入了比较器的嵌套以实现其功能。

对于上述两个比较器，在并行方式所接电路中，我们输入A=1011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 ，B=1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000，显然应当输出A〈B，即万用表-XMM1输出高电平，其他万用表输出低电平，显示结果与理论预期的`结果一致。

在串行电路中，我们输入

A=00000000000000000000000000000000与 B=1111 0000000000000000000000001101相比。

结果应当输出A〈B，，即万用表-XMM3显示高电平，其他表显示低电平，仿真结果与理论预期一样。

2.将上述比较的结果YA>B,YA

为了使电路更加明显，显示电路不与前面的比较器连接，我们独立研究这一部分。

由于74LS48已经在内部设计好电路而不能显示出H，L两个结果，所以我们自行设计电路与七段显示译码器连接。

Y A>B ，Y A

Y A=B Y A>B Y A

0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 直接观察真值表，或者根据真值表列出卡诺图就可以知道: a=“Y A=B”，b=c=“YA

当我们采用上图4-17所示的共阴极显示译码器的时候，所得的电路图如下所示。

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——

当Y A>B ，Y A

3.请用集成最小项译码器74LS138实现下面逻

辑

表

达

式

：

Y(A,B,C,D)=m0+m1+m2+m3+m8+m9+m11,画出电路图。

首先对逻辑表达式进行化简

Y(A,B,C,D)=m0+m1+m2+m3+m8+m9+m11

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=m0m1m2m3m8m9m11

本题需用最小项译码器74LS138来实现。74LS138是集成3位二进制

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译码器，则需要对译码器进行扩展才能实现题目中的要求。 电路图如下

其中U1为低位片，U2为高位片。当A输入为0时，封锁高位片，低位片工作，将U1片“A，B，C”口对应的状态输出。当A输入为1时，封锁低位片，高位片工作，将U2片“A，B，C”口对应的状态输出.那么低位片右侧Y0—Y7分别对应的是m0-m7,而高位片的Y0—Y7对应的是m8-m15.。此时再看题目中的要求，取m0，m1，m2，m3，m8，m9，m11这7项，那么我们之前所化简的表达式就可以起到作用了。特别需注意的是74LS138采用反逻辑，及当某最小项为1时，则对应Y为0.我们在Multisim使用二输入的与非门，三输入的与非门组成或门，再配合三输入的与非门，输出的就是我们需要的结果了。

一下是分别取A=B=C=D=0 (m0项)， A=B=0，C=D=1 (m3项)

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A=B=C=D=1（m15项）

的输出结果。结果通过万用表测量输出端的电压来表示。由仿真的结果来看，上述三种情况分别输出的是高电平，高电平，低电平，正好符合题目中的要求。

4. 再用集成八选一数据选择器74LS151实现上述逻辑表达式，画出电路图；

首先对表达式进行化简

Y(A,B,C,D)=m0+m1+m2+m3+m8+m9+m11

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—

=ABCD+ ABCD+ ABCD+ ABCD+ ABCD+ ABCD+ ABCD =（ABCD+ ABCD）+ （ABCD+ ABCD）+ （ABCD+ ABCD）+ ABCD

==ABC+ ABC + ABC + ABCD

那么选四个输入逻辑中的A，B，C作为选择变量，而且知道，其对应的m0,m1,m4项分别输入为“1”即可，而m5项需要输入变量D。 所得电路如下所示

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我们分别对 A=B=C=D=0, A=C=1,B=D=0, A=C=D=1,B=0.

三种情况进行仿真，结果依旧用万用表测量电压来表示，仿真结果如下图所示

输出结果分别为高电平，低电平，高电平，这正与题目所给的逻辑表

达式相符合。

5总结：

通过这次大作业，我们小组复习到了以前的知识，又学到了很多新的东西。特别是在用Multisim进行仿真的时候，我们发现仿真的电路设计与我们以前直接研究的电路有所不同，需要考虑的东西更多。可以想见，在现实中进行的电路的研究又会有所不同。

对于题目本身，我们认识到，设计电路应当选择适当的方法，一方面考虑运行的速度，另一方面也要考虑电路的稳定性。用不同的仪器也会有不同的结果。我们应当考虑现实，随机应变。