组合逻辑电路分析和设计实验报告

专题五 组合逻辑电路分析与设计

一、专题复习要求

1.熟练掌握基本门电路的逻辑关系以及各种表示方式。 2.熟练掌握组合逻辑电路的分析和设计。 二、复习考核 （一）判断题

1．当决定事件发生的所有条件中任一个（或几个）条件成立时，这件事件就会发生，这种因果关系称为与运算。 （ ） 2．TTL与非门多余的输入端应接。 （ ） 3．TTL、CMOS门中未使用的输入端均可悬空。 （ ） 4. 逻辑变量的取值，１比０大。 （ ）

（二）填空题

1. 如果对键盘上108个符号进行二进制编码，则至少要 位二进制数码。 2．（27）10=（ ）2=（ ）8421BCD。

3. 典型的TTL与非门电路使用的电路为电源电压为__________V，其输出高电平为__________V，输出低电平为__________V， CMOS电路的电源电

实验二 组合逻辑电路的设计

一、实验目的

1.掌握组合逻辑电路的设计方法及功能测试方法。 2.熟悉组合电路的特点。

二、实验仪器及材料

a) TDS-4数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。 b) 参考元件：74LS86、74LS00。

三、预习要求及思考题

1．预习要求：

1）所用中规模集成组件的功能、外部引线排列及使用方法。 2) 组合逻辑电路的功能特点和结构特点. 3) 中规模集成组件一般分析及设计方法.

4）用multisim软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。 2.思考题

在进行组合逻辑电路设计时，什么是最佳设计方案？

四、实验原理

1．本实验所用到的集成电路的引脚功能图见附录 2.用集成电路进行组合逻辑电路设计的一般步骤是：

1）根据设计要求，定义输入逻辑变量和输出逻辑变量，然后列出真值表； 2）利用卡络图或公式法得出最简逻辑表达式，并根据设计要求所指定的门电路或选定的门电路，将最简逻辑表达式变换为与所指定门电路相应的形式； 3）画出逻辑图；

4）用逻辑门或组件构成实际电路，最后测试验证其逻辑功能。

五、实验内容

1．用四2输入异或门（74LS86）和四2输入与非门（74LS00）设计一个一位全加器。 1）列出真值

实验二 组合逻辑电路的设计

一、实验目的

1.掌握组合逻辑电路的设计方法及功能测试方法。 2.熟悉组合电路的特点。

二、实验仪器及材料

a) TDS-4数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。 b) 参考元件：74LS86、74LS00。

三、预习要求及思考题

1．预习要求：

1）所用中规模集成组件的功能、外部引线排列及使用方法。 2) 组合逻辑电路的功能特点和结构特点. 3) 中规模集成组件一般分析及设计方法.

4）用multisim软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。 2.思考题

在进行组合逻辑电路设计时，什么是最佳设计方案？

四、实验原理

1．本实验所用到的集成电路的引脚功能图见附录 2.用集成电路进行组合逻辑电路设计的一般步骤是：

1）根据设计要求，定义输入逻辑变量和输出逻辑变量，然后列出真值表； 2）利用卡络图或公式法得出最简逻辑表达式，并根据设计要求所指定的门电路或选定的门电路，将最简逻辑表达式变换为与所指定门电路相应的形式； 3）画出逻辑图；

4）用逻辑门或组件构成实际电路，最后测试验证其逻辑功能。

五、实验内容

1．用四2输入异或门（74LS86）和四2输入与非门（74LS00）设计一个一位全加器。 1）列出真值

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

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

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

大三电工学(下)

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第20章 门电路和组合逻辑电路 20章20.1 脉冲信号 20.2 基本门电路及其组合 20.3 TTL门电路 TTL门电路 20.4 CMOS门电路 CMOS门电路 20.5 逻辑代数 20.6 组合逻辑电路的分析与综合 20.7 加法器 20.8 编码器 20.9 译码器和数字显示 20.10 数据分配器和数据选择器 20.11 应用举例章目录 上一页 下一页 返回 退出

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第20章 门电路和组合逻辑电路 20章本章要求： 本章要求：1. 掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值 掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、 表和逻辑表达式。 TTL门电路 CMOS门 门电路、 表和逻辑表达式。了解 TTL门电路、CMOS门 电路的特点; 电路的特点; 2. 会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数; 会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数; 3. 会分析和设计简单的组合逻辑电路; 会分析和设计简单的组合逻辑电路; 4. 理解加法器、编码器、译码器等常用组合逻辑 理解加法器、编码器、 电路的工作原理和功能; 电路的工作原理和功能; 5. 学会数字集成电路的使用方法。 学会数字集成电路的使用方法。章目录 上