实验一 逻辑门电路功能测试与组合

实验一逻辑门电路功能测试与组合

一、实验目的

1．熟悉电子实验箱的功能及使用方法。

2．认识集成电路的型号、外形和引脚排列，学习在实验箱上实现数字电路的方法。

2．掌握逻辑门电路逻辑功能的测试、使用的基本方法。

3．掌握逻辑门电路的替换方法。

二、实验用元器件

四2输入与非门7400×2

二4输入与非门7420×1

四异或门7486×1

四2输入或门7432×1

六非门7404×1

二4输入与门7421×1

实验中使用7400四2输入与非门和7420二4输入与非门，引脚图如图1—1和图1—2，7400内部有四个独立的2输入与非门，7420内有二个4输入与非门。

图1—1 7400集成电路图1—2 7420集成电路实验中提供的集成块为74LS系列的低功耗肖特基TTL电路如74LS00和74LS20，74HC 系列的高速CMOS电路如74HC00和74HC20，它们在逻辑上兼容，但具体物理参数不同。在CMOS电路中输出高电平≈Vcc，输出低电平≈0V，规定输入高电平电压≥0.7Vcc，输入

低电平电压≤0.3 Vcc，在我们的实验中Vcc＝＋5V；TTL电路的输出高电平电压2.4～3.6V，输入开门电平1.4～1.8V。输出低电平电压0～0.5V，输入关门电平0.8～1V。在实验中采用同一电源，经实际测定可以直接互接，但有些条件下要通过接口互接，当74LS门电路驱动74HC门电路时，要测量输出高电平电压是否够高，实际测量值要≥3.5V。而74HC门电路驱动74LS门电路时，扇出系数较小，小于10。

三、预习要求

1.熟悉本实验所用的集成电路，并认真阅读附录中注意事项。

2.设计好实验内容中的门电路转换的电路图。

3.根据实验原理，用铅笔填好本次实验所有的真值表，以便核实实验结果。

四、实验内容

1.与非门逻辑功能测试。

选用双4输入与非门74LS20（或74HC20）集成块一片，集成块引脚排列规则：半圆形缺口或黑点朝左时，缺口或黑点下方为第1脚，引脚号逆时针顺序数。按图1—3电路图和所标引脚接线，输入端A、B、C、D分别接四个电平开关，开关接通“+5V”时输入高电平，接通“地”时输入低电平。输出端Y输出经过三极管放大后驱动发光二极管（虚线内电路在实验箱内部已接好），发光二极管亮时输出为高电平，发光二极管不亮时输出为低电平。根据表1—1输入状态，分别测量输出端Y的电压及逻辑状态，结果填入表1—1中。

图1—3 门电路测试原理图

表1—1 4输入与非门测试

2. 用与非门控制信号输出

● 用一片7400集成块，按图1—4的电路图分别在实验箱上接线，S 接电平开关，Y

接指示灯即发光二级管，观察S 对输出脉冲的控制作用。

● 回答：与非门一个输入端输入脉冲源，其余端什么状态时脉冲可通过？什么状态时

禁止脉冲通过？如要输出的波形与输入波形同相，用什么门电路？

注意：在实验箱上观察时，输入的脉冲频率必须小到眼睛能看清。改变输入脉冲频率，观测

指示灯变化，S 接电平开关。

图1—4控制输出电路原理图

3. 组合电路逻辑功能测试。

用7400集成电路，按图1—5在实验箱上接线，将输入、输出的逻辑关系分别填入表1—2中。说明A 、B 与Y 、Z 之间的逻辑关系。

表1—2 逻辑电路的逻辑关系

图1—5 逻辑电路原理图

4. 利用与非门组成其它逻辑门电路。

例如用2输入与非门74LS00（或74HC00）集成块组成非门。 ● 写出转换公式：Y=A =A A ? =1?A 。 ● 画出如下原理图：

● 在原理图上标上引脚号，按照原理图在实验箱接线验证，将结果记录到真值表。 ① 用2输入与非门组成或门。

转换公式如下：Y=A+B=B A + =B A ?。

② 用2输入与非门组成与门 Y =A ·B ③ 用2输入与非门组成同或门 Y=A ⊙B ④ 用2输入与非门组成异或门 Y=A ⊕B

● 写出以上门电路转换公式，画出电路图，在实验箱上接

线验证，根据表1—3的式样填真值表。

5. 设计一个4位二进制数为密码的数字密码锁，功

能框图见图1－6，如果A1、B1、C1、D1输入的密码与事先设置的密码A0、B0、C0、D0一样时，开锁灯亮；密码错误时，警报灯亮。元器件可以选择7486异或门、与非门、或门、非门、与门等，具体引脚图见指导书附录。

五、实验报告内容

1. 实验目的、内容、画出逻辑电路图。

图1－6 数字密码锁控

2.在电路图上标明接线时使用的集成块名称和引脚号，作为实验接线图。

3.按照实验操作过程记录、整理实验内容和结果，填好测试数据。分析、确认实验结

果的正确性，说明实验结论。

4.对门电路转换实验，要求写出设计过程(转换公式)。

5.在实验总结中写上实验中遇到的问题，解决办法，体会、建议等，要求简洁、务实，

不用套话。

数电实验报告 实验二 组合逻辑电路的设计

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）列出真值表,如下表2-1。其中A i、B i、C i分别为一个加数、另一个加数、低位向本位的进位；S i、C i+1分别为本位和、本位向高位的进位。 A i B i C i S i C i+1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 10 1 1 1 00 1 1 1 1 1 1 2）由表2-1全加器真值表写出函数表达式。

组合逻辑电路的设计与测试

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。 解: 逻辑表达式：S= A 2、设计一个一位全加器，要求用异或门、与门、或门组成。 解: i C B A AB )(C C B A S o i ⊕+=⊕⊕= A B 0 00 11 01 1 0 01 01 01 1 S C A B S C 74LS08 74LS86 74LS08 A B C i 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 0 01 01 00 11 00 10 11 1 S C o A B C i CC4085

A B C i 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 0 01 01 00 11 00 10 11 1 S C o A B C i 5 6 3、设计一位全加器，要求用与或非门实现。 解: 11i 1-i i i 1-i i i i B A C B A C B A S --+++=i i i i i C B A C 1i 1-i i i i i A C B B A C -++=i C A i C B i 4、设计一个对两个两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、小于第二个数，使相应的三个输出端中的一个输出为“1”，要求用与门、与非门及或非门实现。

解: A 0 B 0 A 1 B 1 B 74LS04六反相器入与门(1) 入与门(2) 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？ 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。 1、组合电路设计体会。 A 0B 0A 0B 0A 0=B 0 A 1=A 1= B 1A 1=B 1010× A < B 001×A 1>F AB A 0A 1输出输入F A>B = (A 1>B 1) + (A 1=B 1)(A 0>B 0)F A=B =(A 1=B 1)(A 0=B 0) F A

实验一组合逻辑电路设计

实验一 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。 2、 掌握组合逻辑电路的静态测试方法。 3、 加深FPGA 设计的过程，并比较原理图输入和文本输入的优劣。 4、 理解“毛刺”产生的原因及如何消除其影响。 5、 理解组合逻辑电路的特点。 二、实验的硬件要求： 1、 EDA/SOPC 实验箱。 2、 计算机。 三、实验原理 1、组合逻辑电路的定义 数字逻辑电路可分为两类：组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路中不包含记忆单元（触发器、锁存器等），主要由逻辑门电路构成，电路在任何时刻的输出只和当前时刻的输入有关，而与以前的输入无关。时序电路则是指包含了记忆单元的逻辑电路，其输出不仅跟当前电路的输入有关，还和输入信号作用前电路的状态有关。 通常组合逻辑电路可以用图1.1所示结构来描述。其中，X0、X1、…、Xn 为输入信号， L0、L1、…、Lm 为输出信号。输入和输出之间的逻辑函数关系可用式1.1表示： 2、组合逻辑电路的设计方法 组合逻辑电路的设计任务是根据给定的逻辑功能，求出可实现该逻辑功能的最合理组 合电路。理解组合逻辑电路的设计概念应该分两个层次：（1）设计的电路在功能上是完整的，能够满足所有设计要求；（2）考虑到成本和设计复杂度，设计的电路应该是最简单的，设计最优化是设计人员必须努力达到的目标。 在设计组合逻辑电路时，首先需要对实际问题进行逻辑抽象，列出真值表，建立起逻辑模型；然后利用代数法或卡诺图法简化逻辑函数，找到最简或最合理的函数表达式；根据简化的逻辑函数画出逻辑图，并验证电路的功能完整性。设计过程中还应该考虑到一些实际的工程问题，如被选门电路的驱动能力、扇出系数是否足够，信号传递延时是否合乎要求等。组合电路的基本设计步骤可用图1.2来表示。 3、组合逻辑电路的特点及设计时的注意事项 ①组合逻辑电路的输出具有立即性，即输入发生变化时，输出立即变化。（实际电路中 图 1.1 组合逻辑电路框图 L0=F0(X0,X1,···Xn) · · · Lm=F0(X0,X1,···Xn) （1.1） 图 1.2 组合电路设计步骤示意图图

实验一、(仿真)组合逻辑电路的设计与测试--振宇

实验一、组合逻辑电路的设计与测试 一、实验目的 1、学会查阅数字芯片数据手册，掌握集成芯片的逻辑功能，了解芯片主要参数。 2、熟悉常用仪器如函数发生器，台式数字万用表及数字示波器的使用方法，熟悉电压、电流等参数测量。 3、掌握组合逻辑电路的设计与测试方法。 4、认识竞争冒险现象，加深对竞争冒险现象产生的理解，学会消除竞争冒险。 二、实验仪器 直流稳压电源 、面包板及插线、数字示波器、台式数字万用表、函数信号发生器及相关芯片：74LS00、74LS20、74LS86、74LS04、 74LS02 、74LS08、发光二极管和少量阻容器件。三、数字电路实验步骤 1、查阅与实验相关芯片资料，从.21icsearch.下载芯片数据手册。 2、列表，列出相关标准参数。 3、测试方案设定，画出电路原理图，并用multisim10软件进行功能仿真测试。 如何设计电路实现题设要求的逻辑功能，选择哪款芯片?考虑仪器、供电电源等各种误差，如何能测量准确? 4、在实验室面包板上搭建系统、调试电路，测试逻辑功能，测量数据，绘制波形，并进行误差分析。 5、按要求完成实验报告 四、实验任务 1、查阅实验过程中所用芯片技术手册，给出相关技术指标和逻辑功能真值表，画出芯片物理与逻辑引脚图。 2、验证74LS00的逻辑功能，自行设计电路测试 V OL 、V OH 、 I CCL 、I CCH 等参数。 低电平输出电源电流I CCL 和高电平输出电源电流I CCH 说明： 芯片处于不同的工作状态，电源提供的电流是不同的。以与非门为例，I CCL 是指所有输入端悬空，输出端空载时，芯片输出低电平时电源提供器件的电流。I CCH 是指输出端空载，每个门各有一个以上的输入端接地，其余输入端悬空，芯片输出高电平时电源提供给器件的电流。通常I CCL ＞I CCH ，它们的大小标志着器件静态功耗的大小。器件的最大功耗为P CCL ＝V CC I CCL 。手册中提供的电源电流和功耗值是指整个器件总的电源电流和总的功耗。 引脚图： 7400芯片物理与逻辑引脚图：

门电路功能测试及组合逻辑电路设计

实验报告门电路功能测试及组合逻辑电路设计 实验题目：门电路功能测试及组合逻辑电路设计 实验目的： （1）掌握常用门电路的逻辑功能及测试方法； （2）掌握用小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法。 实验仪器及器材： 数字电路实验箱一个；双踪示波器一台；稳压电源一台；数字万用表一个。 74LS00一片；74LS10一片；74LS20一片。 实验内容： 实验一：对74LS00进行功能测试 ○1.静态测试 （1）A、B都为低电平，输出结果为高电平 （2）A为低电平，B为高电平或A为高电平，B为低电平时，输出结果为高电平

（3）A、B均为高电平，输出结果为低电平 实验结论：测试结果与74LS00逻辑功能功能表相同。○2动态测试 电路的逻辑表达式：F=ˉVK 分析： 当K为0时，示波器的A通道是V的波形，为方波信号，B通道是F的波形，为高电平（一条直线）； 当开关闭合后，K=1，B通道应该是与V波形刚好相反的波形；小灯泡也是一闪一闪的状态。 实验的电路图

实验现象： 开关断开： 示波器的显示：

开关闭合后，小灯泡开始一闪一闪，示波器波形如下图： 现象分析：实验所得现象与预先分析的实验结果一样。比较输入与输出的波形，发现输出F的波形与V的波形刚好相反，但是F波形的最大值较V的最大值偏小，究其原因，这属于正常现象，因为输出会有损失。 实验结论：所得到的波形符合功能要求。 实验2 实验目的：分析一个电路的逻辑功能 实验器材：74LS00、74LS10各一片 F=AB*BC*AC，所以F的结果应为以下表格：

实验结论：实验结果与预期的一样，符合该电路的逻辑功能表达式 实验三 实验目的：设计一个控制楼梯电灯的开关控制器，逻辑功能为课本表2-1-5的真值表。 实验原理分析：根据电路所实现的真值表，可以得出输出Y的逻辑表达式： Y=AB*AB 实验电路及现象： 1.A=1，B=0；A=0，B=1，时灯泡发光； 2.A=B=0或1时，灯泡不发光

数电实验 组合逻辑电路

实验报告 课程名称： 数字电子技术实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 组合逻辑电路 实验类型： 设计型实验 同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一．实验目的和要求 1. 加深理解典型组合逻辑电路的工作原理。 2. 熟悉74LS00、74LS11、74LS55等基本门电路的功能及其引脚。 3. 掌握组合集成电路元件的功能检查方法。 4. 掌握组合逻辑电路的功能测试方法及组合逻辑电路的设计方法。 5. 熟悉全加器和奇偶位判断电路的工作原理。 二．实验内容和原理 组合逻辑电路设计的一般步骤如下： 1．根据给定的功能要求，列出真值表； 2. 求各个输出逻辑函数的最简“与-或”表达式； 3. 将逻辑函数形式变换为设计所要求选用逻辑门的形式； 4. 根据所要求的逻辑门，画出逻辑电路图。 实验内容： 1. 测试与非门74LS00和与或非门74LS55的逻辑功能。 2. 用与非门74LS00和与或非门74LS55设计一个全加器电路，并进行功能测试。 专业： 电子信息工程 姓名： 学号： 日期： 装 订 线

3. 用与非门74LS00和与或非门74LS55设计四位数奇偶位判断电路，并进行功能测试。 三. 主要仪器设备 与非门74LS00，与或非门74LS55，导线，开关，电源、实验箱 四．实验设计与实验结果 1、一位全加器 全加器实现一位二进制数的加法，他由被加数、加数和来自相邻低位的进数相加，输出有全加和与向高位的进位。输入：被加数Ai，加数Bi，低位进位Ci-1输出：和Si，进位Ci 实验名称：组合逻辑电路 姓名：学号： 列真值表如下：画出卡诺图： 根据卡诺图得出全加器的逻辑函数：S= A⊕B⊕C； C= AB+(A⊕B)C 为使得能在现有元件（两个74LS00 与非门[共8片]、三个74LS55 与或非门）的基础上实现该逻辑函数。所以令S i-1=!(AB+!A!B)，Si=!(SC+!S!C)， Ci=!(!A!B+!C i-1S i-1)。 仿真电路图如下（经验证，电路功能与真值表相同）：

实验六 组合逻辑电路的设计与测试

实验六组合逻辑电路的设计与测试 1．实验目的 (1)掌握组合逻辑电路的设计方法； (2)熟悉基本门电路的使用方法。 (3)通过实验，论证所设计的组合逻辑电路的正确性。 2．实验设备与器材 1)数字逻辑电路实验箱，2)万用表，3)集成芯片74LS00二片。 3．预习要求 (1)熟悉组合逻辑电路的设计方法； (2)根据具体实验任务，进行实验电路的设计，写出设计过程，并根据给定的标准器件画出逻辑电路图，准备实验； (3)使用器件的各管脚排列及使用方法。 4．实验原理 数字电路中，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。组合逻辑电路输出状态只决定于同一时刻的各输入状态的组合，与先前状态无关，它的基本单元一般是逻辑门；时序逻辑电路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，它的基本单元一般是触发器。 (1)组合电路是最常用的逻辑电路，可以用一些常用的门电路来组合完成具有其他功能的门电路。设计组合逻辑电路的一般步骤是： 1)根据逻辑要求，列出真值表； 2)从真值表中写出逻辑表达式； 3)化简逻辑表达式至最简，并选用适当的器件； 4)根据选用的器件，画出逻辑电路图。 逻辑化简是组合逻辑设计的关键步骤之一。为了使电路结构简单和使用器件较少，往往要求逻辑表达式尽可能化简。由于实际使用时要考虑电路的工作速度和稳定可靠等因素，在较复杂的电路中，还要求逻辑清晰易懂，所以最简设计不一定是最佳的。但一般来说，在保证速度、稳定可靠与逻辑清楚的前提下，尽量使用最少的器件，以降低成本。 (2)与非门74LS00芯片介绍 与非门74LS00一块芯片内含有4个互相独立的与非门，每个与非门有二个输入端。其逻辑表达式为Y=AB，逻辑符号及引脚排列如图6-1(a)、(b)所示。 (a)逻辑符号(b)引脚排列 图6-1 74LS20逻辑符号及引脚排列 (3)异或运算的逻辑功能 当某种逻辑关系满足：输入相同输出为“0”，输入相异输出为“1”，这种逻辑关系称为“异或”逻辑关系。 (4)半加器的逻辑功能 在加法运算中，只考虑两个加数本身相加，不考虑由低位来的进位，这种加法器称为半加器。 5．实验内容 (1)用1片74LS00与非门芯片设计实现两输入变量异或运算的异或门电路 要求：设计逻辑电路，按设计电路连接后，接通电源，验证运算逻辑。输入端接逻辑开关输出插口，以提供“0”与“1”电平信号，开关向上，输出逻辑“1”，向下为逻辑“0”；电路的输出端接由LED发光二极管组成的0-1指示器的显示插口，LED亮红色为逻辑“1”，亮绿色为逻辑“0”。接线后检查无误，通电，用万用表直流电压20V档测量输入、输出的对地电压，并观察输出的LED颜色，填入表6-1。

组合逻辑电路设计实验报告

组合逻辑电路设计实验报告 1.实验题目 组合电路逻辑设计一： ①用卡诺图设计8421码转换为格雷码的转换电路。 ②用74LS197产生连续的8421码，并接入转换电路。 ③记录输入输出所有信号的波形。 组合电路逻辑设计二： ①用卡诺图设计BCD码转换为显示七段码的转换电路。 ②用74LS197产生连续的8421码，并接入转换电路。 ③把转换后的七段码送入共阴极数码管，记录显示的效果。 2.实验目的 （1）学习熟练运用卡诺图由真值表化简得出表达式 （2）熟悉了解74LS197元件的性质及其使用 3.程序设计 格雷码转化： 真值表如下：

卡诺图： 1 010100D D D D D D G ⊕=+= 2 121211D D D D D D G ⊕=+=

3232322D D D D D D G ⊕=+= 33D G = 电路原理图如下： 七段码显示： 真值表如下： 卡诺图：

2031020231a D D D D D D D D D D S ⊕++=+++= 10210102b D D D D D D D D S ⊕+=++= 201c D D D S ++= 2020101213d D D D D D D D D D D S ++++= 2001e D D D D S +=

2021013f D D D D D D D S +++= 2101213g D D D D D D D S +++= 01213g D D D D D S +⊕+= 电路原理图如下：

4.程序运行与测试 格雷码转化： 逻辑分析仪显示波形：

实验一组合逻辑电路设计

电子信息工程晓旭 2011117147 实验一组合逻辑电路设计（含门电路功能测试） 一．实验目的 1掌握常用门电路的逻辑功能。 2掌握用小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法。 3掌握组合逻辑电路的功能测试方法。 二．实验设备与器材 数字电路实验箱一个 双踪示波器一部 稳压电源一部 数字多用表一个 74LS20 二4 输入与非门一片 74LS00 四2 输入与非门一片 74LS10 三3 输入与非门一片 三 .实验任务 1对74LS00,74LS20逻辑门进行功能测试。静态测试列出真值表，动态测试画出波形图，并说明测试的门电路功能是否正常。 2分析测试1.7中各个电路逻辑功能并根据测试结果写出它们的逻辑表达式。 3设计控制楼梯电灯的开关控制器。设楼上，楼下各装一个开关，要求两个开关均可以控制楼梯电灯。 4某公司设计一个优先级区分器。该公司收到有A,B,C，三类，A,类的优先级最高，B 类次之，C类最低。到达时，其对应的指示灯亮起，提醒工作人员及时处理。当不同类的同时到达时，对优先级最高的先做处理，其对应的指示灯亮，优先级低的暂不理会。按组合逻辑电路的一般设计步骤设计电路完成此功能，输入输出高低电平代表到

实验一： （1）74LS00的静态逻辑功能测试 实验器材：直流电压源，电阻，发光二极管，74LS00，与非门，开关，三极管 实验目的：静态逻辑功能测试用来检查门电路的真值表，确认门电路的逻辑功能正确与否 实验过程：将74LS00中的一个与非门的输入端A,B分别作为输入逻辑变量，加高低电平，观测输出电平是否符合真值表描述功能。 电路如图1： 图1 真值表1.1： 实验问题：与非门的引脚要连接正确，注意接地线及直流电源 实验结果：由二极管的发光情况可判断出74LS00 实现二输入与非门的功能 （2）71LS00的动态逻辑功能测试 实验器材：函数发生器，示波器，74LS00，与非门，开关，直流电压源 实验目的：测试74LS00与非门的逻辑功能 实验容：动态测试适合用于数字系统中逻辑功能的检查，测试时，电路输入串行数字

MSI组合电路逻辑功能测试

实验五 MSI 组合电路逻辑功能测试 一、实验目的 1．会正确测试全加器、编码器、译码器、数据选择器等组合逻辑功能模块的逻辑功能，并能正确描述。 2.了解组合逻辑功能模块的工作特点。 二、实验仪器与器材 1．XST-5B 数字电路实验装置、实验模板 2．集成电路74LS148、74LS138、74LS151等。 3．导线若干、+5V 电源 三、预习要求 预习半加器、全加器、编码器、译码器、数据选择器、数值比较器的逻辑功能。 四、实验原理 中规模的器件，如译码器、数据选择器等，它们本身是为实现某种逻辑功能而设计的，但由于它们的一些特点，我们也可以用它们来实现任意逻辑函数。 1．全加器 全加器－－考虑低位进位数的两个一位二进制数的加法运算逻辑电路。二进制全加器的输入有加数Ai ，被加数Bi ，来自低位的进位数Ci-1；输出也有两个，分别是和数Si 和进位数Ci 。 表5-1是全加器的真值表，其中i A ，i B 表示两个加数，1i C -表示来自低位的进位，i S ，i C 表示相加后得到的和及进位。 1i i i i S A B C -=⊕⊕ (i C =

表5-1 全加器真值表 2.编码器 编码器是一种常用的组合逻辑电路，用于实现编码操作。编码操作就是将具体的事物或状态表示成所需代码的过程。按照所需编码的不同特点和要求，编码器主要分成二类：普通编码器和优先编码器。 普通编码器：电路结构简单，一般用于产生二进制编码。包括：a．二进制编码器：如用门电路构成的4—2线，8—3线编码器等。 b．二一十进制编码器：将十进制的0～9编成BCD码， 优先编码器：当有一个以上的输入端同时输入信号时，普通编码器的输出编码会造成混乱。为解决这一问题，需采用优先编码器。如8线—3线集成二进制优先编码器74LS148、10线—4线集成BCD码优先编码器74LS147等。 表5-2 8线3线编码器功能表 3．译码器 译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。它的作用是把给

组合逻辑电路实验与解答

湖北第二师范学院实验 组合逻辑电路 物机学院-11应用物理学 一、实验目的 1．掌握用与非门组成的简单电路，并测试其逻辑功能。 2．掌握用基本逻辑门设计组合电路的方法。 二、实验原理 数字电路按逻辑功能和电路结构的不同特点，可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。组合逻辑电路是根据给定的逻辑问题，设计出能实现逻辑功能的电路。用小规模集成电路实现组合逻辑电路，要求是使用的芯片最少，连线最少。一般设计步骤如下： 1．首先根据实际情况确定输入变量、输出变量的个数，列出逻辑真值表。 2．根据真值表，一般采用卡诺图进行化简，得出逻辑表达式。 3．如果已对器件类型有所规定或限制，则应将函数表达式变换成与器件类型相适应 的形式。 4．根据化简或变换后的逻辑表达式，画出逻辑电路。 5．根据逻辑电路图，查找所用集成器件的管脚图，将管脚号标在电路图上，再接线 验证。 三、实验仪器及器件 数字实验箱一台，集成芯片74LS00一块、74LS20三块，导线若干。 四、实验内容 １．用非与门实现异或门的逻辑功能 (1) 用集成电路74LS00和74LS20（74LS20管脚见图1所示），按图2连接电路（自己设计接线脚标），A、B接输入逻辑，F接输出逻辑显示，检查无误，然后开启电源。 图1 74LS20集成电路管脚图 (2) 按表1的要求进行测量，将输出端F的逻辑状态填入表内.

表1 输出真值表 图 2-电路接线图 (3) 由逻辑真值表，写出该电路的逻辑表达式 Ｆ＝ B A B A ?+? 2. 用与非门组成“三路表决器” (1) 用74LS00和74LS20组成三路表决器，按图3连接电路（自己设计接线脚标），A ，B ，C 接输入逻辑，F 接输出逻辑显示，检查无误，然后开启电源。 (2) 按表2的要求进行测量，将输出端F 的逻辑状态填入表内。 A 表 2输出真值表 ＆ B F C 图 3 电路接线图 3. 设计一个“四路表决器”逻辑电路并测试 设计一个四变量的多路表决器。当输入变量A 、B 、C 、D 有三个或三个以上为1时，输出F 为1；否则输出F 为0。 (1）根据设计要求列出表3四人表决器真值表。 (2)用卡诺图化简逻辑函数，写出逻辑 表达，F= D C B D C A D B A C B A ??+??+??+??. (3）用74LS20与非门实现“四人表决器”，画出实验电路，标出接线脚并测试，验证所列真值表。 输 入 输 出 A B F 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 输 入 输 出 Ａ ｂ ＣＦ ０ ０ ０ 0 ０ ０ １ 0 ０ １ ０ 0 ０ １ １ 1 １ ０ ０ 0 １ ０ １ 1 １ １ ０ 1 １ １ １ 1 & & & & && & & & A B F

实验一 组合逻辑电路的设计与测试教学提纲

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

(2) 简化逻辑表达式为 S⊕ = A = + B A B A B C= AB （3）逻辑电路图如下 2、设计一个一位全加器，要求用异或门、与门、或门实现。 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）列出真值表如下表。其中Ai、Bi、Ci分别为一个加数、另一个加数、低位向本位的进位；Si、Ci+1分别为本位和、本位向高位的进位。

1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 （2）由全加器真值表写出函数表达式。 （3）将上面两逻辑表达式转换为能用四2输入异或门（74LS86）和四2输入与非门（74LS00）实现的表达式。 （4）画出逻辑电路图如下图，并在图中标明芯片引脚号。按图选择需要的集成块及门电路连线，将Ai 、Bi 、Ci 接逻辑开关，输出Si 、Ci+1接发光二极管。改变输入信号的状态验证真值表。 3、设计一位全加器，要求用与或非门实现。 解: 11i 1-i i i 1-i i i i B A C B A C B A S --+++=i i i i i C B A C Θ

实验六 MSI组合逻辑电路的逻辑功能测试

实验六MSI 组合逻辑电路的逻辑功能测试 一、实验目的 熟悉中规模全加器、译码器、数据选择器组件的逻辑功能、外形及外引线排列。 二、实验仪器与器材 1．XST-5B 数字电路实验装置、实验模板 2．集成电路： 74LS283、74LS138、74LS153、74LS151 3．导线若干、+5V 电源 三、预习要求 预习半加器、全加器、译码器、数据选择器的逻辑功能。 四、实验内容与步骤 1．全加器的逻辑功能测试 表6-1是全加器的真值表，其中i A ，i B 表示两个加数，1i C -表示来自低位的进位，i S ，i C 表示相加后得到的和及进位。 1i i i i S A B C -=⊕⊕ 1()i i i i i i C A B C A B -=⊕+ 将全加器的输入端i A ，i B ，1i C -分别接逻辑电平，输出i S ，i C 接状态显示灯（LED ），按表6-1所列i A ，i B ，1i C -的状态，测试i S ，i C 的相应状态，将测试结果与表6-1进行比较。

2．译码器逻辑功能测试 表6-2是3线/8线译码器74LS138的真值表。按表中给定的输入状态。测试输出，将测得的结果与表6-2进行比较。

表6-2 3．数据选择器逻辑功能测试 ①表6-3是4选1数据选择器74LS153的功能表，按表中给定的输入状态。测试输出，将测得的结果与表6-3进行比较。

表6-3 ②八选一数据选择器74LS151功能测试（自己根据管脚排列和测试结果写出功能表及函数表达式） 五、实验报告 1、整理实验结果、图表，并对实验结果进行分析讨论。 2、写出各芯片的函数表达式。 3、总结本次实验体会。

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 1、掌握组合逻辑电路的分析与设计方法。 2、加深对基本门电路使用的理解。 二、实验原理 1、组合电路是最常用的逻辑电路，可以用一些常用的门电路来组合完成具有其他 功能的门电路。例如，根据与门的逻辑表达式Z= AB =得知，可以用两 个非门和一个或非门组合成一个与门，还可以组合成更复杂的逻辑关系。 2、分析组合逻辑电路的一般步骤是： 1)由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式； 2)化简和变换各逻辑表达式； 3)列出真值表； 4) 根据真值表和逻辑表达式对逻辑电路进行分析，最后确定其功能。 3、设计组合逻辑电路的一般步骤与上面相反，是： 1)根据任务的要求，列出真值表； 2)用卡诺图或代数化简法求出最简的逻辑表达式； 3)根据表达式，画出逻辑电路图，用标准器件构成电路； 4)最后，用实验来验证设计的正确性。 4、组合逻辑电路的设计举例 1)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“1”时， 输出端才为“1”。 设计步骤： 根据题意，列出真值表如表2-1所示，再添入卡诺图表2-2中。 表2-1 表决电路的真值表 表2-2 表决电路的卡诺图 然后，由卡诺图得出逻辑表达式，并演化成“与非”的形式： ABD CDA BCD ABC Z+ + + = B A+

? = ? ABC? ACD BCD ABC 最后，画出用“与非门”构成的逻辑电路如图2-1所示： 图2-1 表决电路原理图 输入端接至逻辑开关（拨位开关）输出插口，输出端接逻辑电平显示端口，自拟真值表，逐次改变输入变量，验证逻辑功能。 三、实验设备与器材 1.数字逻辑电路实验箱。 2.数字逻辑电路实验箱扩展板。 3.数字万用表。 4.芯片74LS00、74LS02、74LS04、74LS10、74LS20。 四、实验内容实验步骤 1、完成组合逻辑电路的设计中的两个例子。 2、设计一个四人无弃权表决电路(多数赞成则提议通过)，要求用四2输入与非门 来实现。 3、用与非门74LS00和异或门74LS86设计一可逆的4位码变换器。 要求： 1)当控制信号C=1时，它将8421码转换成为格雷码；当控制信号C=0时，它 将格雷码转换成为8421码； 2)写出设计步骤，列出码变换关系真值表并画出逻辑电路图； 3)安装电路并测试逻辑电路的功能。 五、实验预习要求 1、复习各种基本门电路的使用方法。 2、实验前，画好实验用的电路图和表格。 3、自己参考有关资料画出实验内容2、3、4中的原理图，找出实验将要使用的芯 片，以备实验时用。 六、实验报告要求 1、将实验结果填入自制的表格中，验证设计是否正确。 2、总结组合逻辑电路的分析与设计方法。

数字电路组合逻辑电路设计实验报告

实验三组合逻辑电路设计（含门电路功能测试）

一、实验目的 1.掌握常用门电路的逻辑功能 2.掌握小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法 3.掌握组合逻辑电路的功能测试方法 二、实验设备与器材 Multisim 、74LS00 四输入2与非门、示波器、导线 三、实验原理 TTL集成逻辑电路种类繁多，使用时应对选用的器件做简单逻辑功能检查，保证实验的顺利进行。 测试门电路逻辑功能有静态测试和动态测试两种方法。静态测试时，门电路输入端加固定的高（H）、低电平，用示波器、万用表、或发光二极管（LED）测出门电路的输出响应。动

态测试时，门电路的输入端加脉冲信号，用示波器观测输入波形与输出波形的同步关系。 下面以74LS00为例，简述集成逻辑门功能测试的方法。74LS00为四输入2与非门，电路图如3-1所示。74LS00是将四个二输入与非门封装在一个集成电路芯片中，共有14条外引线。使用时必须保证在第14脚上加+5V电压，第7脚与底线接好。 整个测试过程包括静态、动态和主要参数测试三部分。 表3-1 74LS00与非门真值表 1.门电路的静态逻辑功能测试 静态逻辑功能测试用来检查门电路的真值表，确认门电路的逻辑功能正确与否。实验时，可将74LS00中的一个与非门的输入端A、B分别作为输入逻辑变量，加高、低电平，观测输出电平是否符合74LS00的真值表（表3-1）描述功能。 测试电路如图3-2所示。试验中A、B输入高、低电平，由数字电路实验箱中逻辑电平产生电路产生，输入F可直接插至逻辑电平只是电路的某一路进行显示。

仿真示意 2.门电路的动态逻辑功能测试 动态测试用于数字系统运行中逻辑功能的检查，测试时，电路输入串行数字信号，用示波器比较输入与输出信号波形，以此来确定电路的功能。实验时，与非门输入端A加一频率为

实验一-组合逻辑电路

东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称：计算机结构与逻辑设计实验 第一次实验 实验名称：组合逻辑电路 院（系）：专业： 姓名：学号： 实验室: 实验组别： 同组人员：实验时间：2015年10月29 日 评定成绩：审阅教师：

一、实验目的 ①认识数字集成电路，能识别各种类型的数字器件和封装 ②掌握小规模组合逻辑和逻辑函数的工程设计方法 ③掌握常用中规模组合逻辑器件的功能和使用方法 ④学习查找器件资料，通过器件手册了解器件 ⑤了解面包板的基本结构、掌握面包板连接电路的基本方法和要求 ⑥了解实验箱的基本结构，掌握实验箱电源、逻辑开关和LED点平指示的 用法 ⑦学习基本的数字电路的故障检查和排除方法 ⑧学Mulitisim逻辑化简操作和使用方法 ⑨学习ISE软件操作和使用方法 二、实验原理 1.组合逻辑电路： 组合逻辑电路又称为门网络，它由若干门电路级联（无反馈）而成，其特点是（忽略门电路的延时）:电路某一时刻的输出仅由当时的输入变量取值的组合决定，而与过去的输入取值无关。 其一般手工设计的过程为： ①分析其逻辑功能 ②列出真值表 ③写出逻辑表达式，并进行化简 ④画出电路的逻辑图 2.使用的器件： 1）74HC00（四2输入与非门）：芯片内部有四个二输入一输出的与非门。 2）74HC20（双4输入与非门）：芯片内部有两个四输入一输出的与非门。注意，四输入不能有输入端悬空。 3）74HC04（六反相器）：芯片内部有六个非门，可以将输入信号反相。当然，也可以通过2输入与非门来实现，方法是将其一个输入端信号加高电平。 4）74HC151（数据选择器）：其功能犹如一个受编码控制的单刀多掷开关，可用在数据采集系统中，选择所需的信号。它有8个与门，各受信号A2、A1、A0的一组组合控制，再将这8个与门的输出端经一个或门输出，是一个与—或电路。 5）74HC138（3线-8线译码器）：其有三个使能端E1、E2、E3，可将地址段（A0、A1、A2）的二进制编码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。 三、实验内容 必做实验： ①数值判别电路 a)设计一个组合逻辑电路，它接收一位8421BCD码B3B2B1B0，仅当2 < B3B2B1B0 < 7时 输出Y才为1（第6周实验课内指导教师验收）

组合逻辑电路的设计与测试

数字电子技术 实验报告 （大数据学院）实验名称：实验二：组合逻辑电路的设计与测试专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师：

实 验 地 点： 实 验 日 期： 2019.12.7 实验组成员姓名： 贵州理工学院实验报告 实验项目名 称 组合逻辑电路的设计与测试 实验目的 掌握组合逻辑电路的设计与测试方法 实验原 理 1、 使用中、小规模集成电路来设计组合电路是最常见的逻辑电路。设计组合电路的一般步骤如图2－1所示。 图2－1 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，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表2－1所示，再填入卡诺图表2－2中。 表1－1

D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 A 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Z 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 表2－2 DA BC 00 01 11 10 00 01 1 11 1 1 1 10 1 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 ACD BCD ABC ??? 根据逻辑表达式画出用“与非门”构成的逻辑电路如图2－2所示。 图2－2 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2－2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2－1进行比较，验证所设计的逻辑电路是否符合要求。 3. 半加器实现原理

实验一组合逻辑电路设计(含门电路功能测试)

实验一组合逻辑电路设计（含门电路功能测试） 一、实验目的 1.掌握常用门电路的逻辑功能 2.掌握小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法 3.掌握组合逻辑电路的功能测试方法 二、实验设备与器材 数字电路试验箱双踪示波器稳压电源数字多用表 74LS20 二4输入与非门 74LS00 四2输入与非门 74LS10 三3输入与非门 三、实验原理 TTL集成逻辑电路种类繁多，使用时应对选用的器件做简单逻辑功能检查，保证实验的顺利进行。 测试门电路逻辑功能有静态测试和动态测试两种方法。静态测试时，门电路输入端加固定的高（H）、低电平，用示波器、万用表、或发光二极管（LED）测出门电路的输出响应。动态测试时，门电路的输入端加脉冲信号，用示波器观测输入波形与输出波形的同步关系。

下面以74LS00为例，简述集成逻辑门功能测试的方法。74LS00为四输入2与非门，电路图如3-1所示。74LS00是将四个二输入与非门封装在一个集成电路芯片中，共有14条外引线。使用时必须保证在第14脚上加+5V电压，第7脚与底线接好。 整个测试过程包括静态、动态和主要参数测试三部分。 表3-1 74LS00与非门真值表 1.门电路的静态逻辑功能测试 静态逻辑功能测试用来检查门电路的真值表，确认门电路的逻辑功能正确与否。实验时，可将74LS00中的一个与非门的输入端A、B分别作为输入逻辑变量，加高、低电平，观测输出电平是否符合74LS00的真值表（表3-1）描述功能。 测试电路如图3-2所示。试验中A、B输入高、低电平，由数字电路实验箱中逻辑电平产生电路产生，输入F可直接插至逻辑电平只是电路的某一路进行显示。

组合逻辑电路的设计实验报告

中国石油大学现代远程教育 电工电子学课程实验报告 所属教学站：青岛直属学习中心 姓名：杜广志学号： 年级专业层次：网络16秋专升本学期： 实验时间：2016-11-05实验名称：组合逻辑电路的设计 小组合作：是○否●小组成员：杜广志 1、实验目的： 学习用门电路实现组合逻辑电路的设计和调试方法。 2、实验设备及材料： 仪器：实验箱 元件：74LS00 74LS10 3、实验原理： 1．概述 组合逻辑电路又称组合电路，组合电路的输出只决定于当时的外部输入情况，与电路过去状态无关。因此，组合电路的特点是无“记忆性”。在组成上组合电路的特点是由各种门电路连接而成，而且连接中没有反馈线存在。所以各种功能的门电路就是简单的组合逻辑电路。 组合逻辑电路的输入信号和输出信号往往不止一个，其功能描述方法通常有函数表达式、真值表、卡诺图和逻辑图等几种。 组合逻辑电路的分析与设计方法，是立足于小规模集成电路分析和设计的基本方法之一。 2．组合逻辑电路的分析方法 分析的任务是：对给定的电路求解其逻辑功能，即求出该电路的输出与输入之间的逻辑关系，通常是用逻辑式或真值表来描述，有时也加上必须的文字说明。 分析的步骤： （1）逐级写出逻辑表达式，最后得到输出逻辑变量与输入逻辑变量之间的逻辑函数式。 （2）化简。 （3）列出真值表。 （4）文字说明 上述四个步骤不是一成不变的。除第一步外，其它三步根据实际情况的要求而采用。 3．组合逻辑电路的设计方法 设计的任务是：由给定的功能要求，设计出相应的逻辑电路。 设计的步骤； （1）通过对给定问题的分析，获得真值表。 在分析中要特别注意实际问题如何抽象为几个输入变量和几个输出变量之间的逻辑关系问题，其输出变量之间是否存在约束关系，从而获得真值表或简化

实验三 组合逻辑电路

实验三组合逻辑电路(常用门电路、译码器和数据选择器) 一、实验目的 1．掌握组合逻辑电路的设计方法 2．了解组合逻辑电路的冒险现象与消除方法 3．熟悉常用门电路逻辑器件的使用方法 4．熟悉用门电路、74LS138和74LS151进行综合性设计的方法 二、实验原理及实验资料 （一）组合电路的一般设计方法 1．设计步骤 根据给出的实际逻辑问题，求出实现这一逻辑功能的最简单逻辑电路，这就是设计组合逻辑电路时要完成的工作。组合逻辑电路的一般设计步骤如图所示。 图组合逻辑电路的一般设计步骤 设计组合逻辑电路时，通常先将实际问题进行逻辑抽象，然后根据具体的设计任务要求列出真值表，再根据器件的类型将函数式进行化简或变换，最后画出逻辑电路图。 2. 组合电路的竞争与冒险（旧实验指导书P17～20） （二）常用组合逻辑器件 1．四二输入与非门74LS00 74LS00为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图所示。它共有四个独立的二输入“与非”门，每个门的构造和逻辑功能相同。

2．二四输入与非门74LS20 74LS20为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图所示。它共有两个独立的四输 入“与非”门，每个门的构造和逻辑功能相同。 图 74LS20引脚排列及内部逻辑结构 3．四二输入异或门74LS86 74LS86为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图所示。它共有四个独立的二输 入“异或”门，每个门的构造和逻辑功能相同。 图 74LS86引脚排列及内部逻辑结构 3．3线－8线译码器74LS138 74LS138是集成3线－8线译码器，其功能表见表。它的输出表达式为 i A B i Y G G G m 122（i ＝0，1，…7；m i 是最小项），与基本门电路配合使用，它能够实现任何三变量的逻辑函数。74LS138为双列直插16脚塑料封装，外部引脚排列如图所示。 表 74LS138的功能表