组合逻辑电路的设计与测试

实验一 组合逻辑电路的设计与测试

一、实验原理

根据设计任务的要求建立输入、输出变量，并列出真值表；然后用逻辑电路代数或卡诺图化简法求出简化的逻辑表达式并按实际选用逻辑门的类型修改逻辑表达式。根据简化后的逻辑表达式，画出逻辑图，用标准器件构成逻辑电路。 最后，验证设计的正确性。

二、实验目的

掌握组合逻辑电路的设计与测试方法。

三、实验设备与器件

1、+5V直流电源 2、逻辑开关 3、逻辑电平显示器 4、直流数字电压表

5、CC4011×2(74LS00) CC4012×3(74LS20) CC4030(74LS86)

CC4081(74LS08) 74LS54×2(CC4085) CC4001(74LS02)

四、实验内容

1、设计用与非门及异或门、与门组成的半加器电路。 （1）真值表如下表 A B S 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 C 0 0

组合逻辑电路的设计与应用

组合逻辑电路的设计与应用

广西大学化学化工学院 韦顺帅 1104200146

摘要：组合逻辑电路在实践中被广泛应用，研究其实现方法具有重要的现实意义和实用价值。本文给出了组合逻辑电路设计的一般步骤，并举例说明，方便读者的理解。

Abstract：Combinational logic circuit is widely used in practice.it is value to studying it because of

Its important practical significance and practical value. This paper gives the general steps of combinational logic circuit design, and illustrate that make it easier for readers to understand.

关键词： 组合逻辑电路 真值表 设计

Keywords:Combinational logic circuit Truth table design

引言

处理数字信号的电路

《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

学生实验报告

D A B C Z

0 0 0 0 0

0 0 0 1 0

0 0 1 0 0

0 0 1 1 0

0 1 0 0 0

0 1 0 1 0

0 1 1 0 0

0 1 1 1 1

1 0 0 0 0

1 0 0 1 0

1 0 1 0 0

1 0 1 1 1

1 1 0 0 0

1 1 0 1 1

1 1 1 0 1

1 1 1 1 1

表2 DA BC 00 01 11 10 由卡诺图得出逻辑表达式，并演化成“与非”的形式 Z=ABC+BCD+ACD+ABD = ABC BCD ACD ABD 根据逻辑表达式画出用“与非门”构成的逻辑电路如图 2 所示。 1 1 1 1 1 00 01 11 10

图 2 表决电路逻辑图 用实验验证逻辑功能 在实验装置适当位置选定三个 14P 插座，按照集成块定位标记插好集成块 CC4012。 按图 2 接线，输入端 A、B、C、D 接至逻辑开关输出插口，输出端 Z 接逻辑电平显示输入插口，按 真值表(自拟)要求，逐次改变输入变量，测量相应的输出值，验证逻辑功能，与表 1 进行比较，验 证所设计的逻辑电路是否符合要求。

三、实验设备与器件 1、 +5V 直流电源 3、 逻辑电平显示器 3、 CC4011×2(7

第五章 组合逻辑电路

内容提要

【熟悉】组合逻辑电路的特点(功能、结构) 【掌握】组合逻辑电路的一般分析方法和设计方法 【熟悉】常见的五种组合逻辑电路

【掌握】中规模集成组合逻辑电路的应用(扩展与实现组合逻辑函数) 【了解】组合逻辑电路中的竞争和险象

一．一．网上导学 二．二．本章小结 三．三．典型例题 四．四．习题答案 网上导学

一. 一. 组合逻辑电路的特点:p123

功能：输出仅取决于该时刻的输入而与电路原状态无关(无记忆功能)； 结构(无记忆元件,无反馈环路). 二. 二. 组合逻辑电路的一般分析方法(组合逻辑电路图→求解逻辑功能):

组合逻辑电路图→列出逻辑函数表达式(迭代法,由输入逐级向后推) →求标准表达式或简化的表达式(转换或化简) →列出相应的真值表→判断电路功能。例5.2.1(异或门) P124

分析图5.3.3逻辑电路

1. 1. 迭代法求输出逻辑表达式,如图：

图中,C=A?B,D=AB,用迭代法求出电路输出逻辑表达式

F=C?D?A?B?AB?(A?B)?AB?(A?B)(A?B)?AB?AB 2.列出真值表(表5.2.1, P125)

分析真值表可知该电路是一个异或门

数字逻辑 组合逻辑电路设计.ppt

5.2

组合逻辑电路设计

5.2.1 组合逻辑电路的设计 组合逻辑电路设计主要是将客户的具 体设计要求用逻辑的函数加以描述，再用 具体的电路加以实现的过程。

数字逻辑 组合逻辑电路设计.ppt

组合逻辑电路设计步骤步骤：(1)将文字描述的逻辑命题变换为真值表。 这一步非常重要，要仔细分析设计要求， 作出输入、输出变量的逻辑规定，根据给 出的条件，列出满足逻辑要求的真值表。 (2)写出逻辑函数并进行化简，化简的形 式则是根据所选用的逻辑门来决定； (3)根据化简结果和所选定的门电路，画 出逻辑电路图。 (4)最后一步进行实物安装调试，这是最终 验证设计是否正确的手段。

数字逻辑 组合逻辑电路设计.ppt

例：设计三变量表决器，其中A具有否决权。

数字逻辑 组合逻辑电路设计.ppt

例：设计三变量表决器，其中A具有否决权。

分析设计要求

数字逻辑 组合逻辑电路设计.ppt

例：设计三变量表决器，其中A具有否决权。

分析设计要求

AB C

电路

F

数字逻辑 组合逻辑电路设计.ppt

例：设计三变量表决器，其中A具有否决权。

分析设计要求设A、B、C分别代表参 加表决的变量； F为表决结果。

AB C

电路

F

数字逻辑 组合逻辑电路设计.ppt

例：设计三变

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5.2

组合逻辑电路设计

5.2.1 组合逻辑电路的设计 组合逻辑电路设计主要是将客户的具 体设计要求用逻辑的函数加以描述，再用 具体的电路加以实现的过程。

数字逻辑 组合逻辑电路设计.ppt

组合逻辑电路设计步骤步骤：(1)将文字描述的逻辑命题变换为真值表。 这一步非常重要，要仔细分析设计要求， 作出输入、输出变量的逻辑规定，根据给 出的条件，列出满足逻辑要求的真值表。 (2)写出逻辑函数并进行化简，化简的形 式则是根据所选用的逻辑门来决定； (3)根据化简结果和所选定的门电路，画 出逻辑电路图。 (4)最后一步进行实物安装调试，这是最终 验证设计是否正确的手段。

数字逻辑 组合逻辑电路设计.ppt

例：设计三变量表决器，其中A具有否决权。

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例：设计三变量表决器，其中A具有否决权。

分析设计要求

数字逻辑 组合逻辑电路设计.ppt

例：设计三变量表决器，其中A具有否决权。

分析设计要求

AB C

电路

F

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例：设计三变量表决器，其中A具有否决权。

分析设计要求设A、B、C分别代表参 加表决的变量； F为表决结果。

AB C

电路

F

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例：设计三变

9.4、组合逻辑电路的分析与设计习题

1、在一旅游胜地，有两辆缆车可供游客上下山，请设计一个控制缆车正常运行的逻辑电路。要求：缆车A和B在同一时刻只能允许一上一下的行驶，并且必须同时把缆车的门关好后才能行使。设输入为A、B、C，输出为Y。（设缆车上行为“1”，门关上为“1”，允许行驶为“1”） (1) 列真值表；

（2）写出逻辑函数式；

（3）用基本门画出实现上述逻辑功能的逻辑电路图。 解：（1）列真值表： （3）逻辑电路图：

A 0 0 0 0 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 C 0 1 0 1 0 1 0 Y 0 0 0 1 0 1 0 0 ______AB1000&00>=100FC1000&0ABC0=000&01 1 1 （2）逻辑函数式：

______0FF?ABC?ABC?C(AB?AB)?C(A?B)

2、某同学参加三类课程考试，规定如下：文化课程（A）及格得2分，不及格得0分；专业理论课程（B）及格得3分，不及格得0分；专业技能课程（C）及格得5分，不及格得0分。若总分大于6分则可顺利过关（Y），试根据上述内容完成： （1）列出真值表；

（2）写出逻辑函数表达式，并化简成最简

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