组合逻辑电路的分析与设计实验电路图

实验二 组合逻辑电路分析与设计

一、 实验目的

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 问题 抽象 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－AD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；

2． 四两输入集成与非门74LS0

实验二 组合逻辑电路分析与设计

一、 实验目的

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 问题 抽象 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－AD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；

2． 四两输入集成与非门74LS0

《数字电子技术》教案 浙江万里学院电信学院 钱裕禄 2005年1月20日

第三章 组合逻辑电路的分析与设计

[教学要求]

1. 掌握逻辑代数的三种基本运算、三项基本定理、基本公式和常用公式； 2. 掌握逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法；

3. 了解最小项、最大项、约束项的概念及其在逻辑函数化简中的应用。 4. 掌握组合逻辑电路的分析与设计方法；

5. 了解组合电路中的竞争与冒险现象、产生原因及消除方法。

[教学内容]

1． 逻辑代数的三种基本运算、三项基本定理、基本公式和常用公式 2． 逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法

3． 最小项、最大项、约束项的概念及其在逻辑函数化简中的应用 4． 组合逻辑电路的分析方法 5． 组合逻辑电路的设计方法

6． 组合电路中的竞争与冒险现象、产生原因及消除方法

组合逻辑电路――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，而与先前状态无关的逻辑电路。

组合逻辑电路具有如下特点：

（1）输出、输入之间没有反馈延迟通路； （2）电路中不含记忆单元。

《数字电子技术》教案 浙江万里学院电信学院 钱裕禄 2005年1月20日

3.1 逻辑代数

逻辑代数是分析和设计逻辑电路不可缺少的

《数字电子技术》教案 浙江万里学院电信学院 钱裕禄 2005年1月20日

第三章 组合逻辑电路的分析与设计

[教学要求]

1. 掌握逻辑代数的三种基本运算、三项基本定理、基本公式和常用公式； 2. 掌握逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法；

3. 了解最小项、最大项、约束项的概念及其在逻辑函数化简中的应用。 4. 掌握组合逻辑电路的分析与设计方法；

5. 了解组合电路中的竞争与冒险现象、产生原因及消除方法。

[教学内容]

1． 逻辑代数的三种基本运算、三项基本定理、基本公式和常用公式 2． 逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法

3． 最小项、最大项、约束项的概念及其在逻辑函数化简中的应用 4． 组合逻辑电路的分析方法 5． 组合逻辑电路的设计方法

6． 组合电路中的竞争与冒险现象、产生原因及消除方法

组合逻辑电路――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，而与先前状态无关的逻辑电路。

组合逻辑电路具有如下特点：

（1）输出、输入之间没有反馈延迟通路； （2）电路中不含记忆单元。

《数字电子技术》教案 浙江万里学院电信学院 钱裕禄 2005年1月20日

3.1 逻辑代数

逻辑代数是分析和设计逻辑电路不可缺少的

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；

1

2． 四

实验三 组合逻辑电路的设计

一、实验目的

（1）掌握采用小规模集成器件设计的方法。

（2）学会用真值表设计组合逻辑电路，用实验验证其逻辑功能。

（3）通过实验观察组合逻辑电路中的竞争-冒险现象，并研究消除竞争-冒险的方法。

二、实验器材

（1）实验仪器：数字电路实验箱、脉冲示波器、万用表；

（2）实验器件：74LS00、74LS08、74LS10、74LS20、74LS32、74LS86；

三、实验原理

数字系统中常用的各种数字部件，就其结构和工作原理而言可分为两大类，即组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路的输出状态只与输入变量的状态有关。而时序逻辑电路的输出状态不仅与输入变量的状态有关，而且还与系统原先的状态有关。用基本的逻辑门电路可以设计出组合逻辑电路。 1. 组合逻辑电路的设计步骤

（1）分析设计要求中的因果关系，确定输入变量与输出变量的逻辑关系。

通常把引起事件的原因作为输入变量，把事件的结果作为输出变量。 （2）定义逻辑状态。

以逻辑0、1分别表示输入变量和输出变量各自的两种不同状态。且0和1的具体含义完全是人为规定的。

（3）根据对电路逻辑功能的要求，列出真值表。

如果设计的要求是以波形的形式给出，只需将波形中的逻辑关系直接

221487412.doc

实验三 组合逻辑电路的设计

一、实验目的

（1）掌握用门电路设计组合逻辑电路的方法。

（2）掌握半加器、全加器的设计及连接调试电路的全过程。 （3）通过前面的举例学习解决实际问题的能力。

二、预习要求

1、 阅读数字电子基础教材第五章的内容。

2、 查阅集成电路器件（见附图）74LS32、74LS86、74LS08、74LS54的电路功能以及引脚结构图。

3、 阅读本实验的实验原理和测试方法。

三、实验内容

1、半加器和一位全加器的设计和验证。 2、用门电路设计组合逻辑电路的应用举例。 3、自行设计题目。

四、实验原理与测试方法

组合逻辑电路是数字系统中逻辑电路形式的一种。

特点：电路任何时刻的输出状态只取决于该时刻输入信号（变量）的组合，而与电路的历史状态无关。

组合逻辑电路的设计是在给定问题（逻辑命题）情况下，通过逻辑设计过程，选择合适的标准器件，搭接成实验给定问题（逻辑命题）功能的逻辑电路。

通常，设计组合逻辑电路按下述步骤进行。如图3.1 所示：

（1）列真值表。设计的要求一般是用文字来描述的。设计者首先对命题的因果关系进行分析，“因”为输入，“果”为输出，即“因”为逻辑变量，“果”

221487412.doc

实验三 组合逻辑电路的设计

一、实验目的

（1）掌握用门电路设计组合逻辑电路的方法。

（2）掌握半加器、全加器的设计及连接调试电路的全过程。 （3）通过前面的举例学习解决实际问题的能力。

二、预习要求

1、 阅读数字电子基础教材第五章的内容。

2、 查阅集成电路器件（见附图）74LS32、74LS86、74LS08、74LS54的电路功能以及引脚结构图。

3、 阅读本实验的实验原理和测试方法。

三、实验内容

1、半加器和一位全加器的设计和验证。 2、用门电路设计组合逻辑电路的应用举例。 3、自行设计题目。

四、实验原理与测试方法

组合逻辑电路是数字系统中逻辑电路形式的一种。

特点：电路任何时刻的输出状态只取决于该时刻输入信号（变量）的组合，而与电路的历史状态无关。

组合逻辑电路的设计是在给定问题（逻辑命题）情况下，通过逻辑设计过程，选择合适的标准器件，搭接成实验给定问题（逻辑命题）功能的逻辑电路。

通常，设计组合逻辑电路按下述步骤进行。如图3.1 所示：

（1）列真值表。设计的要求一般是用文字来描述的。设计者首先对命题的因果关系进行分析，“因”为输入，“果”为输出，即“因”为逻辑变量，“果”

实验三 组合逻辑电路

一、实验目的

1. 通过简单的组合逻辑电路设计与调试，掌握采用小规模（SSI）集成电路设计组合逻辑电路的方法。

2. 用实验验证所设计电路的逻辑功能。 3. 熟悉、掌握各种逻辑门的应用。

二、实验原理

组合逻辑电路是最常见的逻辑电路之一，可以用一些常用的门电路来组合成具有其他功能的门电路。组合逻辑电路在逻辑功能上的特点是任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，而与电路过去的状态无关。在电路结构上的特点是只包含门电路，而没有存储（记忆）单元。在使用中、小规模集成电路来设计组合电路时，一般步骤如图3-1所示： 1. 进行逻辑抽象，首先根据设计任务的要求建立输入、输出变量，列出其真值表。

2. 用卡诺图或代数法化简，求出最简逻辑表达式。

3. 根据简化后的逻辑表达式，画出逻辑电路图。 若已知逻辑电路，欲分析组合电路的逻辑功能，则分析步骤为：

1. 由逻辑电路图写出各输出端的逻辑表达式。 2. 由逻辑表达式列出真值表。

3. 根据真值表进行分析，从而确定电路功能。 组合电路的设计过程是在理想情况下进行的，

逻辑电路图最简逻辑表达式逻辑表达式代数法化减卡诺图卡诺图法化减设计要求逻辑抽象真值表即假设一切器件均没有延迟效应。

实验三 组合逻辑电路

一、 实验目的

1．掌握组合逻辑电路的设计方法 2．熟悉常用组合逻辑器件的使用方法

3．熟悉用逻辑门电路、74LS138和74LS151进行综合性设计的方法 二、 试验设备和器件 设备：数字电子技术试验箱

器件：74LS00，74LS20，74LS86，74LS138，74LS151 三、 实验内容 1. 实现一位全加器

(1) 按照组合逻辑电路的一般设计步骤，用基本门电路（74LS00，74LS86）实现一位全加器；

(2) 用1片74LS138和1片74LS20实现一位全加器。

2. 设计一个监测信号灯工作状态的逻辑电路，每一组信号灯由红、黄、绿三盏构成，仅有红灯R亮、仅有绿灯G亮、黄灯Y和绿灯G同时亮为正常工作状态，其余为故障状态。故障状态时要发出报警信号。要求用74LS151实现。 (1) 逻辑抽象。红黄绿三盏信号灯的状态为输入变量，分别用R、Y、G表示，并规定灯亮时为1，灭时为0；故障信号为输出变量，用Z表示，并规定正常工作状态下Z为0，发生故障时Z为1； (2) 列真值表于表3-1；

R 0 0 0 0 1 1 1 1 Y 0 0 1 1 0 0 1 1 G 0 1 0 1 0 1 0 1 Z