数字逻辑实验：组合逻辑电路的设计
数字逻辑实验报告实验
一、实验目的1. 理解数字逻辑的基本概念和基本原理。
2. 掌握数字逻辑电路的基本分析方法，如真值表、逻辑表达式等。
3. 熟悉常用数字逻辑门电路的功能和应用。
4. 提高数字电路实验技能，培养动手能力和团队协作精神。
二、实验原理数字逻辑电路是现代电子技术的基础，它主要研究如何用数字逻辑门电路实现各种逻辑功能。
数字逻辑电路的基本元件包括与门、或门、非门、异或门等，这些元件可以通过组合和连接实现复杂的逻辑功能。
1. 与门：当所有输入端都为高电平时，输出端才为高电平。
2. 或门：当至少有一个输入端为高电平时，输出端为高电平。
3. 非门：将输入端的高电平变为低电平，低电平变为高电平。
4. 异或门：当输入端两个高电平或两个低电平时，输出端为低电平，否则输出端为高电平。
三、实验内容1. 实验一：基本逻辑门电路的识别与测试（1）认识实验仪器：数字电路实验箱、逻辑笔、示波器等。
（2）识别与测试与门、或门、非门、异或门。
（3）观察并记录实验现象，分析实验结果。
2. 实验二：组合逻辑电路的设计与分析（1）设计一个简单的组合逻辑电路，如加法器、减法器等。
（2）根据真值表列出输入输出关系，画出逻辑电路图。
（3）利用逻辑门电路搭建电路，进行实验验证。
（4）观察并记录实验现象，分析实验结果。
3. 实验三：时序逻辑电路的设计与分析（1）设计一个简单的时序逻辑电路，如触发器、计数器等。
（2）根据电路功能，列出状态表和状态方程。
（3）利用触发器搭建电路，进行实验验证。
（4）观察并记录实验现象，分析实验结果。
四、实验步骤1. 实验一：（1）打开实验箱，检查各电路元件是否完好。
（2）根据电路图连接实验电路，包括与门、或门、非门、异或门等。
（3）使用逻辑笔和示波器测试各逻辑门电路的输出，观察并记录实验现象。
2. 实验二：（1）根据实验要求，设计组合逻辑电路。
（2）列出真值表，画出逻辑电路图。
（3）根据逻辑电路图连接实验电路，包括所需逻辑门电路等。
数字逻辑实验报告：组合逻辑电路设计与实现
安徽师范大学
学院实验报告
专业名称 软件工程
实 验 室
实验课程 数字逻辑
实验名称组合逻辑电路设计与实现
(11)打开实验箱电源开关，合上开关K 、K 、K ，开始调节开关K 、K 、K 、K ，记录数据；
(12)关闭开关K 、K 、K 、K 、K 、K 、K ，关闭电源开关，拆除导线，拔下三个芯片；
实验原始数据记录和处理：
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(9)将74LS00的第11号孔与74LS00的第10孔相连，将74LS00的第8号孔与实验箱右上角的1号孔相连；
(10)将74LS138的第1号孔与K 相连，74LS138的第2号孔与K 相连，74LS138的第3号孔与K 相连，再将74LS138的第4号孔与K 相连，74LS138的第5号孔与K 相连，74LS138的第6号孔与K 相连；
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组合逻辑电路分析与设计实验报告
组合逻辑电路分析与设计实验报告一、实验目的：1. 掌握逻辑设计基本方法2. 能够自己设计简单逻辑电路，并能用VHDL描述3. 理解输出波形和逻辑电路功能之间的关系二、实验设备与器材：1. 实验箱一套（含数字信号发生器、逻辑分析仪等测量设备）2. 电缆若干三、实验原理：组合逻辑电路是指由与或非门等基本逻辑门或它们的数字组合所构成的电路。
对于组合逻辑电路而言，不需要任何时钟信号控制，它的输出不仅能直接受到输入信号的影响，同时还与其输入信号的时序有关，输入信号的任何改变都可能导致输出信号的变化，因此组合逻辑电路的输出总是与它的输入存在着一个确定的逻辑关系。
本实验通过学习与实践，让学生从具体的组合逻辑电路出发，逐步掌握数字逻辑电路设计技术，了解逻辑电路的设计过程，掌握用组合逻辑门件构成数字系统的方法，提高学生设计和分析组合逻辑电路的能力。
四、实验内容及步骤：本实验的基本内容是设计一个可以进行任意二进制数求和的组合逻辑电路，并用VHDL 语言描述该电路。
其主要步骤如下：1. 设计电路的逻辑功能，确定电路所需基本逻辑门电路元件的类型和数量。
2. 画出电路的逻辑图并进行逻辑延迟估算。
3. 利用VHDL语言描述电路功能，并利用仿真软件验证电路设计是否正确。
4. 利用实验箱中的数字信号发生器和逻辑分析仪验证电路设计是否正确。
五、实验结果与分析：我们首先设计了一个可以进行单位位的二进制数求和的电路，即输入两个1位二进制数和一个进位信号，输出一个1位二进制数和一个进位信号。
注意到，当输入的两个二进制数为同等真值时，输出的结果即为原始输入中的异或结果。
当输入的两个二进制数不同时，输出需要加上当前进行计算的进位，同时更新输出进位信号的取值。
我们继续将此电路扩展到多位数的情况。
假设输入两个n位的二进制数a和b，我们需要得到一个(n+1)位的二进制数c，使得c=a+b。
我们需要迭代地对每一位进行计算，并在计算每一位时将其前一位的进位值也列入计算中。
数字电子技术实验-组合逻辑电路设计
学生在使用实验箱时，应注意遵守实验室规定，正确连接电源和信号线， 避免短路和过载等事故发生。
实验工具介绍
实验工具类型
数字电子技术实验中常用的实验工具包括万用表、示波器、信号 发生器和逻辑分析仪等。
实验工具功能
这些工具用于测量电路的各种参数，如电压、电流、波形等，以及 验证电路的功能和性能。
01
02
03
逻辑门
最基本的逻辑元件，如与 门、或门、非门等，用于 实现基本的逻辑运算。
触发器
用于存储一位二进制信息， 具有置位、复位和保持功 能。
寄存器
由多个触发器组成，用于 存储多位二进制信息。
组合逻辑电路的设计方法
列出真值表
根据逻辑功能，列出输入和输 出信号的所有可能取值情况。
写出表达式
根据真值表，列出输出信号的 逻辑表达式。
05 实验结果与分析
实验结果展示
实验结果一
根据给定的逻辑函数表达式，成 功设计了对应的组合逻辑电路， 实现了预期的逻辑功能。
实验结果二
通过仿真软件对所设计的组合逻 辑电路进行了仿真测试，验证了 电路的正确性和稳定性。
实验结果三
在实际硬件平台上搭建了所设计 的组合逻辑电路，经过测试，实 现了预期的逻辑功能，验证了电 路的可实现性。
路图。
确保电路图清晰易懂，标注必要 的说明和标注。
检查电路图的正确性，确保输入 与输出之间的逻辑关系正确无误。
连接电路并测试
根据逻辑电路图，正确连接各 逻辑门和输入输出端口。
检查连接无误后，进行功能测 试，验证电路是否满足设计要 求。
如果测试结果不符合预期，检 查电路连接和设计，并进行必 要的调整和修正。
数字电子技术实验-组合逻辑电路 设计
逻辑电路实验实验报告
一、实验名称逻辑电路实验二、实验目的1. 掌握基本的数字逻辑电路设计方法。
2. 理解并掌握常用的逻辑门及其组合电路。
3. 提高实验操作技能和观察能力。
4. 培养团队协作精神。
三、实验原理数字逻辑电路是构成数字系统的基本单元，主要由逻辑门、触发器等基本元件组成。
逻辑门是数字电路的基本单元，它按照一定的逻辑规则实现基本的逻辑运算。
本实验主要涉及以下逻辑门及其组合电路：1. 与门（AND）：当所有输入信号都为高电平时，输出信号才为高电平。
2. 或门（OR）：当至少一个输入信号为高电平时，输出信号才为高电平。
3. 非门（NOT）：将输入信号取反。
4. 异或门（XOR）：当输入信号不同时，输出信号为高电平。
四、实验器材1. 逻辑门实验板2. 逻辑笔3. 万用表4. 逻辑分析仪5. 示波器6. 计时器五、实验内容1. 与门、或门、非门、异或门的逻辑功能测试2. 组合逻辑电路设计3. 电路仿真与验证六、实验步骤1. 与门、或门、非门、异或门的逻辑功能测试（1）按照实验指导书，连接与门、或门、非门、异或门实验板。
（2）使用逻辑笔和万用表，测试各个逻辑门的输入、输出信号。
（3）记录测试结果，与理论值进行对比，分析实验误差。
2. 组合逻辑电路设计（1）根据设计要求，选择合适的逻辑门，绘制电路图。
（2）使用实验板，搭建组合逻辑电路。
（3）测试电路功能，验证设计是否正确。
3. 电路仿真与验证（1）使用逻辑分析仪或示波器，观察电路的输入、输出信号波形。
（2）分析波形，验证电路功能是否符合预期。
七、实验结果与分析1. 与门、或门、非门、异或门的逻辑功能测试实验结果如下：与门：当所有输入信号都为高电平时，输出信号才为高电平。
或门：当至少一个输入信号为高电平时，输出信号才为高电平。
非门：将输入信号取反。
异或门：当输入信号不同时，输出信号为高电平。
2. 组合逻辑电路设计（1）设计一个4位二进制加法器，包括两个输入端（A、B）和两个输出端（S、C）。
数字逻辑电路实验报告
数字逻辑电路实验报告指导老师:班级:学号:姓名：时间：第一次试验一、实验名称：组合逻辑电路设计1二、试验目的：掌握组合逻辑电路的功能测试。
1、验证半加器和全加器的逻辑功能。
2、、学会二进制数的运算规律。
3、试验所用的器件和组件：三、74LS00 3片，型号二输入四“与非”门组件74LS20 1片，型号四输入二“与非”门组件74LS86 1片，型号二输入四“异或”门组件实验设计方案及逻辑图：四、/全减法器，如图所示：1、设计一位全加时做减法运时做加法运算，当M=1M决定的，当M=0 电路做加法还是做减法是由SCin分别为加数、被加数和低位来的进位，、B和算。
当作为全加法器时输入信号A分别为被减数，减数Cin、B和为和数，Co为向上的进位；当作为全减法时输入信号A 为向上位的借位。
S为差，Co和低位来的借位，1）输入/（输出观察表如下：（2）求逻辑函数的最简表达式函数S的卡诺图如下：函数Co的卡诺如下：化简后函数S的最简表达式为：Co的最简表达式为：2（3）逻辑电路图如下所示：、舍入与检测电路的设计：2F1码，用所给定的集成电路组件设计一个多输出逻辑电路，该电路的输入为8421为奇偶检测输出信号。
当电路检测到输入的代码大于或F2为“四舍五入”输出信号，的个数为奇数时，电路。
当输入代码中含1F1=1;等于5是，电路的输出其他情况F1=0 F2=0。
该电路的框图如图所示：的输出F2=1，其他情况输出观察表如下：（输入/0 1 0 0 1 01 0 1 0 0 11 1 1 0 0 01 0 1 1 1 11 0 0 1 0 11 0 1 0 0 11 0 0 1 1 01 1 1 0 1 11 0 1 1 0 011111求逻辑函数的最简表达式（2）的卡诺如下：函数F1 F2函数的卡诺图如下：的最简表达式为：化简后函数F2 的最简表达式为：F1）逻辑电路图如下所示；（3课后思考题五、化简包含无关条件的逻辑函数时应注意什么？1、答：当采用最小项之和表达式描述一个包含无关条件的逻辑问题时，函数表达式中，并不影响函数的实际逻辑功能。
数电实验二 组合逻辑电路
实验二 组合逻辑电路一、实验目的1、熟悉组合逻辑电路的一些特点及一般分析、设计方法。
2、熟悉中规模集成电路典型的基本逻辑功能和简单应用设计。
二、实验器材1、直流稳压电源、数字逻辑电路实验箱、万用表、示波器2、74LS00、74LS04、74LS10、74LS20、74LS51、74LS86、74LS138、74LS148、74LS151、 74LS153三、实验内容和步骤 1、组合逻辑电路分析（1）图2-1是用SSI 实现的组合逻辑电路。
74LS51芯片是“与或非”门（CD AB Y +=）, 74LS86芯片是“异或”门（B A Y ⊕=）。
建立实验电路，三个输入变量分别用三个 逻辑开关加载数值，两个输出变量的状态分别用两只LED 观察。
观察并记录输出变 量相应的状态变化。
整理结果形成真值表并进行分析，写出输出函数的逻辑表达式， 描述该逻辑电路所实现的逻辑功能。
（2）图2-2和2-3是用MSI 实现的组合逻辑电路。
图2-2中的74LS138芯片是“3-8译码 器”，74LS20芯片是“与非”门（ABCD Y =）图2-3中的74LS153芯片是四选一 数据选择器。
建立实验电路，对两个逻辑电路进行分析，列出真值表，写出函数的逻 辑表达式，描述逻辑电路所实现的功能。
图2-1：SSI 组合逻辑电路图2-2 ：MSI 组合逻辑电路（74LS138）2、组合逻辑电路设计（1）SSI 逻辑门电路设计——裁判表决电路举重比赛有三名裁判：一个主裁判A 、两个副裁判B 和C 。
在杠铃是否完全举起裁 决中，最终结果取决于至少两名裁判的裁决，其中必须要有主裁判。
如果最终的裁决 为杠铃举起成功，则输出“有效”指示灯亮，否则杠铃举起失败。
（2）MSI 逻辑器件设计——路灯控制电路用74LS151芯片和逻辑门，设计一个路灯控制电路，要求能够在四个不同的地方都 能任意的开灯和关灯。
四、实验结果、电路分析及电路设计方案1、组合逻辑电路分析 （1）图2-1： 逻辑表达式：)()(11i i i i i i i i i i B A C S B A C B A C ⊕⊕=⊕+=--逻辑功能：实现A i 、B i 、C i-1三个一位二进制数 的加法运算功能，即全加器。
数字逻辑综合实验报告
一、实验目的本次实验旨在通过实际操作，加深对数字逻辑基本原理和设计方法的理解，提高学生在数字电路设计、仿真和调试方面的实践能力。
通过完成以下实验任务，使学生掌握以下技能：1. 理解数字逻辑电路的基本概念和原理。
2. 掌握数字逻辑电路的设计方法和步骤。
3. 学会使用仿真软件进行电路设计和仿真测试。
4. 掌握数字逻辑电路的调试和优化方法。
二、实验内容本次实验主要包含以下三个部分：1. 组合逻辑电路设计：设计一个四位加法器，并使用Logisim软件进行仿真测试。
2. 时序逻辑电路设计：设计一个简单的计数器，并使用Verilog语言进行描述和仿真。
3. 数字逻辑电路综合应用：设计一个简单的数字信号处理器，实现基本的算术运算。
三、实验步骤1. 组合逻辑电路设计（1）分析题目要求，确定设计目标和输入输出关系。
（2）根据输入输出关系，设计四位加法器的逻辑电路。
（3）使用Logisim软件搭建电路，并设置输入信号。
（4）观察仿真结果，验证电路功能是否正确。
2. 时序逻辑电路设计（1）分析题目要求，确定设计目标和状态转移图。
（2）使用Verilog语言描述计数器电路，包括模块定义、输入输出定义、状态定义和状态转移逻辑。
（3）使用仿真软件进行测试，观察电路在不同状态下的输出波形。
3. 数字逻辑电路综合应用（1）分析题目要求，确定设计目标和功能模块。
（2）设计数字信号处理器电路，包括算术运算单元、控制单元和存储单元等。
（3）使用仿真软件进行测试，验证电路能否实现基本算术运算。
四、实验结果与分析1. 组合逻辑电路设计实验结果：通过仿真测试，四位加法器电路功能正常，能够实现两个四位二进制数的加法运算。
分析：在设计过程中，遵循了组合逻辑电路设计的基本原则，确保了电路的正确性。
2. 时序逻辑电路设计实验结果：通过仿真测试，计数器电路功能正常，能够实现从0到9的计数功能。
分析：在设计过程中，正确描述了状态转移图，并使用Verilog语言实现了电路的功能。
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实验目的
1.掌握组合逻辑电路的功能测试。
2.验证半加器和全加器的逻辑功能。
3.学会二进制的运算规律。
实验器材
二输入四“与非”门组件3片，型号74SL00
二输入四“异或”门组件1片，型号74SL86
六门反向器门组件1片，型号74SL04
二输入四“与”门组件1片，型号74SL08
实验内容
A：一位全加/全减法器的实现
电路做加法还是做减法是由M决定的。
当M=0时做加法运算，输入信号A、B和Cin分别为加数、被加数和低位来的进位，S为和数，Co为向上位的进位；当M=1时做减法运算，输入信号A、B和Cin分别为减数、被减数和低位来的借位，S为差，Co为向上位的借位。
B：舍入与检测电路设计
用所给定的集成电路组件设计一个多输出逻辑电路，该电路的输入为8421码，F1为“四舍五入”输出信号，F2为奇偶检测输出信号。
当电路检测到输入的代码大于或等于(5)10时，电路的输出F1=1；其他情况F1=0。
当输入代码中含1的个数为奇数时，电路的输出F2=1；其他情况F2=0。
实验前准备
▽内容A：一位全加/全减法器的实现
①根据全加全减器功能，可得到输入输出表如下：
②由以上做出相应的卡诺图：
③于是可得其逻辑电路图：
▽内容B：舍入与检测电路设计
①根据舍入与检测电路功能，可得到输入输出表如下：
②由上做出相应的卡诺图：
③于是可得其逻辑电路图：
实验步骤
1.按要求预先设计好逻辑电路图；
2.按照所设计的电路图接线；
3.接线后拨动开关，观察结果并记录。
实验体会
本次是第一次实验，主要了解了实验平台，同时需要我们将自己设计好的电路，用实验台上的芯片来实现。
由于实验所使用的线很多，芯片的接口也多，所以一定要细心，分清楚连接芯片的输入、输出端，以免接错线。