实验二 组合逻辑电路分析与设计 - 图文

实验

一、 实验目的

组合逻辑电路分析与设计

1.掌握组合逻辑电路的分析方法与测试方法； 2.掌握组合逻辑电路的设计方法。

二、实验预习要求

1.熟悉门电路工作原理及相应的逻辑表达式； 2.熟悉数字集成电路的引脚位置及引脚用途； 3.预习组合逻辑电路的分析与设计步骤。

三、实验原理

通常，逻辑电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。电路在任何时刻，输出状态只决定于同一时刻各输入状态的组合，而与先前的状态无关的逻辑电路称为组合逻辑电路。

1．组合逻辑电路的分析过程，一般分为如下三步进行： （1）由逻辑图写出输出端的逻辑表达式； （2）画出真值表；

（3）根据对真值表进行分析，确定电路功能。 2．组合逻辑电路的一般设计过程为图实验2.1所示。

设计过程中，“最简”是指电路所用器件最少，器件的种类最少，而且器件之间的连线也最少。

逻辑 实际 逻辑 逻辑 抽象 问题 真值表 卡诺 图 化简 最简 逻辑 表达式 逻辑 电 路图

代数 化简 图实验2.1 组合逻辑电路设计方框图

四、实验仪器设备

1．TPE－ADⅡ实验箱（+5V电源，单脉冲源，连续脉冲源，逻辑电平开关，LED显示，面包板数码管等）1台；

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2． 四两输入集成与非门74LS00 2片； 3. 四两输入集成异或门74LS86 1片； 4. 两四输入集成与非门74LS20 3片。

五、实验内容及方法

1．分析、测试74LS00组成的半加器的逻辑功能。

（1）用74LS00组成半加器，如图实验2.2所示电路，写出逻辑表达式并化简，验证逻辑关系。

半加和：si?AB?AB

进 位：ci?AB

（2）列出真值表。

A 0 0 1 1

（3）分析、测试用异或门74LS86与74LS00组成的半加器的逻辑功能，自己画出电路，将测试结果填入自拟表格中，并验证逻辑关系。

B 0 1 0 1 si ci 0 1 1 0- 0 0 0 1

图实验2.2 由与非门组成的半加器电路

2．分析、测试全加器电路，设计用74LS86和74LS00组成全加器电路，用异或门、与门和或门组成的全加器如图实验2.3所示，将测试结果填于真值表内，验证其逻辑关系。

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全加和: Si?(Ai?Bi)?Ci?1 进 位：Ci?(Ai?Bi)Ci?1?AiBi

图实验2.3 全加器电路图

输入 输出 Ai Bi Ci?1 Ci Si 0 0 0 0 1 1 1 1

0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 3．设计：用“与非门”设计一个表决电路。当四个输入端中有3个或4个“1”时输出为“1”其步骤如下。

（1） 写出真值表。

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表实验2.1 真值表

输入 输出 输入 输出 A B C D Z A B C D Z 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 （2） 用卡诺图化简。

CD 00 01 11 10 AB 00 0 0 0 0

01 0 0 1 0 11 0 1 1 1 10 0 0 1 0

（3） 写出逻辑表达式，Z=ABC+BCD+ACD+ABD。 （4） 用“与非门”构成的逻辑电路图。

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图实验2.4 表决电路逻辑图

4．学生自行设计：设计一个对两个两位无符号二进制数进行比较的电路，根据第一个数是否大于、等于、小于第二个数，使相应的三个输出端中的一个输出为“1”。

设计如下：

输入两个两位无符号二进制数，进行比较，若两数相等，则F1输出为1；第一个数大于第二个，则F2输出为1；第二个数大于第一个，F3输出为1。

(1)真值表如下（AB为第一个数，CD为第二个数）： 输入 A 0 B 0 C 0 D 0 F1 1 输出 F2 0 F3 0 A 1 B 0 输入 C 0 D 0 F1 0 输出 F2 1 F3 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0

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(2)用卡诺图化简： F1:

CD 00 01 11 10 AB 00 1 0 0 0 01 0 1 0 0 11 0 0 1 0 10 0 0 0 1

F2:

CD 00 01 11 10 AB 00 0 0 0 0 01 1 0 0 0 11 1 1 0 1 10 1 1 0 0

F3:

CD 00 01 11 10 AB 00 0 1 1 1 01 0 0 1 1 11 0 0 0 0 10 0 0 1 0

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(3)写出表达式

F1=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD F2=AC+ABD+BCD F3=AC?BCD?ABD （4）画出逻辑电路图

图上分别为F1，F2，F3，有草稿为准。

六、实验报告

1.整理实验数据并填表，对实验结果进行分析。 实验结果与理论结果相符。

2.总结组合逻辑电路的分析与设计方法。 组合逻辑电路的分析方法：

第一步：根据给定逻辑电路图，写出逻辑表达式 第二步：简化逻辑函数表达式。 第三步：列出逻辑电路的真值表。 第四步：逻辑功能分析。 组合逻辑电路的设计方法：

(1) (2)

按文字描述的逻辑命题写出真值表。 由真值表写出函数表达式，并化简。

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(3) 根据逻辑函数表达式画出逻辑电路图。

理论上学好了，未必能在实践中灵活运用，在接线时，如果对电路没有足够清晰的认识，连接起来乱乱的，不知道自己连什么，也不知道电路的作用，所以，这种事还是多动手的好。重要的是，在实验课前要预习，不然在课上花在分析题目意思，写真值表，表达式的时间过多，以至于实验匆匆忙忙，效果不怎么好。

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实习总结：

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/zllx.html