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。

附录部分集成电路逻辑符号和引脚排列图

实验注意事项

1、电源的打开顺序是：先开交流开关（实验箱中的船形开关），再开直流开关，最后打开各个模块的控制开关。电源关掉的顺序刚好与此相反。

2、切忌在实验中带电连接线路，正确的方法是断电后再连线，进行实验。

3、验箱主电路板上所有的芯片出厂时已全部经过严格检验，因此在做实验时切忌

随意插拔芯片。

4、实验箱中的叠插连接线的使用方法为：连线插入时要垂直，切忌用力，拔出时用手捏住连线靠近插孔的一端，然后左右旋转几下，连线自然会从插孔中松开、弹出，切忌用力向上拉线，这样很容易造成连线和插孔的损坏。

5、实验中应该严格按照老师的要求和实验指导书来操作，不要随意乱动开关，芯片及其它元器件，以免造成实验箱的损坏。元件库中的二极管和数码管一定要注意极性。

6、如果在实验中由于操作不当或其它原因而出现异常情况，如数码管显示不稳，闪烁，芯片发烫等，首先立即断电，然后报告老师，切忌无视现象，继续实验，以免造成严重后果。