组合逻辑电路的设计及半加器、全加器
实验四组合逻辑电路的设计及半加器、全加器
一、实验目的
1.掌握组合逻辑电路的设计与测试方法
2.掌握半加器、全加器的工作原理。
二、实验原理和电路
1、组合逻辑电路的设计
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1.4.1所示。
图1.4.1 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。
1.半加器
根据组合电路设计方法，首先列出半加器的真值表，见表1.4.1。
写出半加器的逻辑表达式
S=AB+AB=A⊕B
C=AB
若用“与非门”来实现，即为
半加器的逻辑电路图如图1.4.2所示。
在实验过程中，我们可以选异或门74LS86及与门74LS08实现半加器的逻辑功能；也可用全与非门如74LS00反相器74LS04组成半加器。
(a)用异或门组成的半加器（b）用与非门组成的半加器
图1.4.2 半加器逻辑电路图
2.全加器
用上述两个半加器可组成全加器，原理如图1.4.3所示。
图1.4.3由二个半加器组成的全加器表1.4.2 全加器逻辑功能表
表1.4.1 半加器逻辑功能
三、实验内容及步骤
1.测试用异或门（74LS86）和与非门组成的半加器的逻辑功能。
根据半加器的逻辑表达式可知，相加的和Y是A、B的异或，而进位Z是A、B相与，故半加器可用一个集成异或门和二个与非门组成如图1.4.4。
图1.4.4 用一个集成异或门和二个与非门组成半加器
⑴在实验仪上用异或门和与门接成以上电路。A、B接逻辑开关，Y、Z接发光二极管显示。
⑵按表1.4.3要求改变A、B状态，将相加的和Y和进位Z的状态填入下表中。
输入端 A 0 1 0 1
输入输出
C1-1 B A S i C i
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
00
10
1 0
0 1
10
0 1
0 1
1 1
输入和进位
A B S C
0 0
0 1
1 0
1 1
1
1
1
B 0 0 1 1
输出端Y Z
⑴写出图1.4.5电路的逻辑表达式。S
i = C
i
=
⑵根据逻辑表达式列真值表，并完成表1.4.4，实验证之。
⑶根据真值表画逻辑函数SiCi的卡诺图。完成图1.4.6
图 1.4.5
图 1.4.6
表1.4.4
Ai Bi Ci-1 Y Z X1 X2 X3 Si Ci
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 0
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 1
⑸试设计用异或门、与门、或门组成的全加器的逻辑功能并接线进行测试，将测试结果记入表1.4.5中，与上表进行比较看逻辑功能是否一致。
设计要求按组合逻辑电路设计流程图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。
Ai Bi Ci-1 Ci Si
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 0
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 1
四、实验器材
1.数字电子技术实验系统1台
2.直流稳压电源1台
3.集成电路：74L S00 3片74LS86，74LS32， 74LS08 各1片五、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. 复习半加器、全加器工作原理和特点。
3. 了解本实验中所用集成电路的逻辑功能和使用方法。
六、实验报告要求
1.列写实验任务的设计过程，画出设计的逻辑电路图。
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。