实验二组合逻辑电路的设计与测试

实验二 组合逻辑电路的设计与测试

一 实验目的

掌握组合逻辑电路的设计与测试 二 实验原理

1． 使用中、小规模集成电路来设计组合电路是常见的逻辑电路。设计组合电路的一般步骤

如图5—1所示

设计要求

↓

真值表

↓

卡诺图 逻辑表达式

↓ 简化逻辑表达式 ↓ 逻辑图

图5—1 组合逻辑电路设计流程图

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，用实验来验证设计的正确性。

2、组合逻辑电路设计举例

用“与非门”设计一个表决电路。当四个输入端中有三个或四个为“1”时，输出端才为“1”。

设计步骤：根据题意列出真值表如图5—1所示，再填入卡诺图表5—2中。 表5—1 D A B C Z BC 00 01 11 10

0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 DA 0 0 1 1 0 00 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 01 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 11 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 10 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 表5 个人收集整理 仅供参考学习

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·ABC

根据逻辑表达式画出用“与非门”构成的逻辑电路如图5—2所示。

图5-2 表决电路逻辑图

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CC4021。 图5—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，测量相应的输植，验证逻辑功能，与表5—1进行比较，严重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 2、逻辑电平开关 3、逻辑电平显示器 4、直流数字电压表

5、CC4011×2（74LS00） CC4012×3（74LS20） CC4030（74LS860 ） CC4081（74LS080） 74LS×2（CC4085） CC4001（74LS02） 四、实验内容

1、设计用与非门及用异或门、与门组成的半加器电路。

要求按本文所述的设计步骤进行，直到测试电路逻辑功能符合设计要求为止。 2、设计一个一位全加器，要求用异或门、与门、或门组成。 3、设计一位全加器，要求用与或非门实现。

4、设计一个对俩个俩位无符号的二进制数进行比较的电路：根据第一个数是否大于、等于、小于第而个数，使相应的三个输出端的一贯输出为“1“，要求用与门、与非门及或非门实现。 五、实验预习要求

1、根据实验任务要求设计组合电路，并根据所给的标准器件画出逻辑图。 2、如何用最简单的方法验证“与或非门”的逻辑功能是否完好？ 3、“与或非“门中，当某一组与端不用时，应作如何处理？

个人收集整理 仅供参考学习

六、实验报告

1、列写实验任务的设计过程，画出设计的电路图。 2、对所设计的电路进行实验测试，记录测试结果。 3、组合电路设计体会。

注：四路2—3—3—2输入与或非门74LS

引脚排列

逻辑图

逻辑表达式 Y=A•B+C•D•E+F•G•H+I•J