实验四 组合逻辑电路
实验报告组合逻辑电(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解组合逻辑电路的基本概念和组成原理；2. 掌握组合逻辑电路的设计方法；3. 学会使用逻辑门电路实现组合逻辑电路；4. 培养动手能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理组合逻辑电路是一种在任意时刻，其输出仅与该时刻的输入有关的逻辑电路。
其基本组成单元是逻辑门，包括与门、或门、非门、异或门等。
通过这些逻辑门可以实现各种组合逻辑功能。
三、实验器材1. 74LS00芯片（四路2输入与非门）；2. 74LS20芯片（四路2输入或门）；3. 74LS86芯片（四路2输入异或门）；4. 74LS32芯片（四路2输入或非门）；5. 逻辑电平转换器；6. 电源；7. 连接线；8. 实验板。
四、实验步骤1. 设计组合逻辑电路根据实验要求，设计一个组合逻辑电路，例如：设计一个3位奇偶校验电路。
2. 画出逻辑电路图根据设计要求，画出组合逻辑电路的逻辑图，并标注各个逻辑门的输入输出端口。
3. 搭建实验电路根据逻辑电路图，搭建实验电路。
将各个逻辑门按照电路图连接，并确保连接正确。
4. 测试电路功能使用逻辑电平转换器产生不同的输入信号，观察输出信号是否符合预期。
五、实验数据及分析1. 设计的3位奇偶校验电路逻辑图如下：```+--------+ +--------+ +--------+| | | | | || A1 |---| A2 |---| A3 || | | | | |+--------+ +--------+ +--------+| | || | || | |+-------+-------+||v+--------+| || F || |+--------+```2. 实验电路搭建及测试根据逻辑电路图，搭建实验电路，并使用逻辑电平转换器产生不同的输入信号（A1、A2、A3），观察输出信号F是否符合预期。
（1）当A1=0，A2=0，A3=0时，F=0，符合预期；（2）当A1=0，A2=0，A3=1时，F=1，符合预期；（3）当A1=0，A2=1，A3=0时，F=1，符合预期；（4）当A1=0，A2=1，A3=1时，F=0，符合预期；（5）当A1=1，A2=0，A3=0时，F=1，符合预期；（6）当A1=1，A2=0，A3=1时，F=0，符合预期；（7）当A1=1，A2=1，A3=0时，F=0，符合预期；（8）当A1=1，A2=1，A3=1时，F=1，符合预期。
实验四组合电路设计(二)(可编程实验)
实验四组合电路设计(二)一、实验目的1、掌握设计逻辑组合电路的方法。
2、学会利用软件仿真和硬件实现对数字电路的逻辑功能进行验证和分析。
3、能够学会通过CPLD开发实现组合逻辑电路的功能。
二、实验内容（1）设计一个两个2位二进制相乘电路要求：a．写出实验内容的真值表及逻辑表达式。
b．编写出实现电路的VHDL语言程序。
c．用MAX+plus2进行仿真。
d．将编好的程序下载到CPLD芯片里，用发光二极管观测结果。
（2）一位二进制全减器电路设计要求：a．写出实验内容的真值表及逻辑表达式。
b．编写出实现电路的VHDL语言程序。
c．用MAX+plus2进行仿真。
d．将编好的程序下载到CPLD芯片里，观测结果。
（3）开关控制电路设计要求：a．写出实验内容的真值表及逻辑表达式。
b．编写出实现电路的VHDL语言程序。
c．用MAX+plus2进行仿真。
d．将编好的程序下载到CPLD芯片里，观测结果。
三、实验逻辑功能分析及预习情况（1）设计一个两个2位二进制相乘电路○1列真值表如下：11四、实验过程（1）启动MAX+plusII软件；（2）创建一个新工程；1）一个两个2位二进制相乘电路○1启动文本编译器；○2编译VHDL语言程序为Library ieee;Use ieee.std_logic_1164.all;Entity xiangcheng isPort(A,B:in std_logic_vector(1 downto 0);y:out std_logic_vector(3 downto 0)); End;Architecture xxx of xiangcheng isBeginprocess(A,B)variable ccc:std_logic_vector(3 downto 0); Beginccc:=A&B;case ccc iswhen "0000"=>y<="0000";when "0001"=>y<="0000";when "0010"=>y<="0000";when "0011"=>y<="0000";when "0100"=>y<="0000";when "0101"=>y<="0001";when "0110"=>y<="0010";when "0111"=>y<="0011";when "1000"=>y<="0000";when "1001"=>y<="0010";when "1010"=>y<="0100";when "1011"=>y<="0110";when "1100"=>y<="0000";when "1101"=>y<="0011";when "1110"=>y<="0110";when "1111"=>y<="1001";when others=>y<="ZZZZ";end case;end process;End;○3启动波形图编译器；○4时间分析图○5利用真值表验证所设电路的逻辑功能；○6经过验证保存仿真原理图。
组合逻辑电路设计与测试(加法器) (2)
实验四组合逻辑电路的设计与测试（表决器）一、实验目的掌握组合逻辑电路的设计与测试方法二、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、直流数字电压表芯片：74LS20 74LS00 74LS10三、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4－1所示。
图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函数表达式。
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。
三、实验内容1、设计一个3人表决器，要求用与非门组成。
设计过程：（1）、列出真值表：输入输出A B C Y0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1(2)、根据真值表写出函数表达式:Y ＝C A B A C B A C B ++＋ABC (3)、卡诺图化简：Y ＝AB+AC+BC (4)、化为与非形式Y ＝C A B AC B ⋅⋅ (5)、根据表达式画出原理图，如图4-3所示。
图4－2 3人表决器原理图（6）、验证并测试所设计的逻辑电路是否符合要求，并记录测试结果。
输入输出A B C Y 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 12、用“与非”门设计一个4人表决电路。
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3－1所示，再填入卡诺图表4－2中。
表4－1D 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4－2DA00 01 11 10BC0001 111 1 1 110 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＝根据逻辑表达式画出用“与非门”构成的逻辑电路如图3－2所示。
组合逻辑电路的实验报告
一、实验目的1. 理解组合逻辑电路的基本概念和组成。
2. 掌握组合逻辑电路的设计方法。
3. 学会使用基本逻辑门电路构建组合逻辑电路。
4. 验证组合逻辑电路的功能，并分析其输出特性。
二、实验原理组合逻辑电路是一种数字电路，其输出仅取决于当前的输入，而与电路的先前状态无关。
它主要由与门、或门、非门等基本逻辑门组成。
组合逻辑电路的设计通常遵循以下步骤：1. 确定逻辑功能：根据实际需求，确定电路应实现的逻辑功能。
2. 设计逻辑表达式：根据逻辑功能，设计相应的逻辑表达式。
3. 选择逻辑门电路：根据逻辑表达式，选择合适的逻辑门电路进行搭建。
4. 搭建电路并进行测试：将逻辑门电路搭建成完整的电路，并进行测试，验证其功能。
三、实验设备1. 逻辑门电路芯片：与门、或门、非门等。
2. 连接导线。
3. 逻辑分析仪。
4. 电源。
四、实验内容及步骤1. 设计逻辑表达式以一个简单的组合逻辑电路为例，设计一个4位二进制加法器。
设输入为两个4位二进制数A3A2A1A0和B3B2B1B0，输出为和S3S2S1S0和进位C。
根据二进制加法原理，可以得到以下逻辑表达式：- S3 = A3B3 + A3'B3B2 + A3'B3'B2A2 + A3'B3'B2'B2A1 + A3'B3'B2'B2'B1A0- S2 = A2B2 + A2'B2B1 + A2'B2'B1B0 + A2'B2'B1'B0A0- S1 = A1B1 + A1'B1B0 + A1'B1'B0A0- S0 = A0B0 + A0'B0- C = A3B3 + A3'B3B2 + A3'B3'B2A2 + A3'B3'B2'B2A1 + A3'B3'B2'B2'B1A0 + A2B2 + A2'B2B1 + A2'B2'B1B0 + A2'B2'B1'B0A0 + A1B1 + A1'B1B0 +A1'B1'B0A0 + A0B0 + A0'B02. 选择逻辑门电路根据上述逻辑表达式，选择合适的逻辑门电路进行搭建。
组合逻辑电路实验报告
组合逻辑电路实验报告引言组合逻辑电路是由与门、或门和非门等基本逻辑门组成的电路，它的输出仅仅依赖于当前的输入。
在本实验中，我们将学习如何设计和实现组合逻辑电路，并通过实验验证其功能和性能。
实验目的本实验的目的是让我们熟悉组合逻辑电路的设计和实现过程，掌握基本的逻辑门和组合逻辑电路的基本原理，并能够通过实验验证其功能和性能。
实验器材与预置系统本实验使用以下器材和预置系统：•模型计算机实验箱•功能切换开关•LED指示灯•逻辑门芯片实验内容1. 初级组合逻辑电路设计首先，我们将设计一个简单的初级组合逻辑电路。
根据实验要求，该电路需要实现一个2输入1输出的逻辑功能。
1.1 逻辑设计根据逻辑功能的要求，我们可以先用真值表来表示逻辑关系，然后根据真值表来进行逻辑设计。
假设我们需要实现的逻辑功能是“与门”（AND gate），其真值表如下：输入A输入B输出000010100111根据真值表，我们可以得到逻辑方程为：输出 = 输入A AND 输入B。
1.2 逻辑电路设计根据逻辑方程，我们可以得到逻辑电路的设计图如下：+--------------+------ A ---| || AND Gate |--- Output------ B ---| |+--------------+在这个设计图中，A和B为输入引脚，Output为输出引脚，AND Gate表示与门。
1.3 实验验证在实验过程中，我们可以通过观察LED指示灯的亮灭来验证逻辑电路是否正确实现了目标功能。
通过设置不同的输入A 和B，我们可以观察输出是否符合预期结果。
2. 高级组合逻辑电路设计接下来，我们将设计一个更复杂的高级组合逻辑电路。
这个电路由多个逻辑门连接而成，实现多个输入和多个输出的逻辑功能。
2.1 逻辑设计根据实验要求，我们可以先确定需要实现的逻辑功能，并用真值表来表示逻辑关系。
假设我们需要实现的逻辑功能是“四位全加器”（4-bit full adder），其真值表如下：输入A输入B输入C输出S进位输出Cout0000000110010100110110010101011100111111根据真值表，我们可以得到逻辑方程为：输出S = 输入A XOR 输入B XOR 输入C 进位输出Cout = (输入A AND 输入B) OR (输入C AND (输入A XOR 输入B))2.2 逻辑电路设计根据逻辑方程，我们可以使用多个逻辑门来实现四位全加器电路。
组合逻辑电路分析
实验名称组合逻辑电路分析、设计与测试一、实验目的1.掌握组合逻辑电路的分析与测试方法；2.掌握用门电路设计组合逻辑电路的方法。
二、实验原理1.组合逻辑电路的分析与测试组合逻辑电路是最常见的逻辑电路，即通过基本的门电路（比如与门，与非门，或门，或非门等）来组合成具有一定功能的逻辑电路。
组合逻辑电路的分析，就是根据给定的逻辑电路，写出其输入与输出之间的逻辑函数表达式，或者列出真值表，从而确定该电路的逻辑功能。
组合逻辑电路的测试，就运用实验设备和仪器，搭建出实验电路，测试输入信号和输出信号是否符合理论分析出来的逻辑关系，从而验证该电路的逻辑功能。
组合逻辑电路的分析与测试的步骤通常是：（1）根据给定的组合逻辑电路图，列出输入量和中间量、输出量的逻辑表达式；（2）根据所得的逻辑式列出相应的真值表或者卡诺图；（3）根据真值表分析出组合逻辑电路的逻辑功能；（4）运用实验设备和器件搭建出该电路，测试其逻辑功能。
2.组合逻辑电路的设计与测试组合逻辑电路的设计与测试，就是根据设计的功能要求，列出输入量与输出量之间的真值表，通过化简获得输入量与输出量之间的逻辑表达式，然后根据逻辑表达式用相应的门电路设计该组合逻辑电路，然后运用实验设备与器件搭建实验电路，测试该电路是否符合设计要求。
组合逻辑电路的设计与测试的步骤通常是：（1）根据设计的功能要求，列出真值表或者卡诺图；（2）化简逻辑函数，得到最简的逻辑表达式；（3）根据最简的逻辑表达式，画出逻辑电路；（4）搭建实验电路，测试所设计的电路是否满足要求。
三、预习要求1.阅读理论教材上有关组合逻辑电路的分析与综合以及半加器等章节内容，以达到明确实验内容的目的。
2.查阅附录有关芯片管脚定义和相关的预备材料。
四、实验设备与仪器1.数字电路实验箱；2.芯片74LS00；74LS20。
五、实验内容1.半加器逻辑电路的分析与测试SC图5.5.1 半加器的逻辑电路（1） 根据图5.5.1写出中间量（1Z 、2Z 和3Z ）和输出量（S 和C ）关于输入量（A 和B ）的逻辑表达式。
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。
实验4 用译码器实现组合逻辑电路
实验四 用译码器实现组合逻辑电路一、实验目的：学会用译码器实现组合逻辑电路 二、实验原理：用译码器加上门电路的方法，来实现较复杂的组合逻辑电路，简单方便。
本实验主要使用的译码器是74LS138。
对门电路的选择以与非门居多。
72LS138译码器的功能特点： 1、译码器的工作条件：只有当G1=G2A ’=G2B ’=1时或0'2'2==B A G G2、译码器实现函数所用门电路的特点：该芯片是由四个与非门组成的一块集成芯 片，第七个端口和第十四个端口分别是接 地和接电源的端口，实现的特点是有零出 一，全一出零。
三、实验仪器及器材：集成块：74LS138 74LS42 74LS20 74LS08 四、实验内容与步骤：（要求写出各电路的设计步骤，并画出实验电路图。
）1、设计一个三变量，判断奇数个“1”的电路（要求用译码器和与非门实现）。
设当三个变A 、B 、C 量中有奇数个“1”的时候，输出端Y 输出“1”；偶数个的时候输出端Y 输出“0”真值表为：得到函数表达式为：Y=ABC C B A C B A C B A +++=7421Y Y Y Y电路图为：些设备由和两台发电机供电，两台发电机的最大输出功率分别为10W 和30W ，要求设计一个逻辑电路以最节约能源的方式启、停发电机，来控制三台设备的运转、停止（要求用译码器和与非门、与门实现）。
设甲，乙分别为10W ，20W 的发电机；1为工作状态，0为不工作状态。
得到真值表为：得到函数表达式为：甲=ABC C B A C B A ++=742Y Y Y乙=ABC C AB C B A BC A C B A ++++=7631Y Y Y Y Y3、设计一个全加器（要求用译码器和与非门实现）。
Mi-1表示来自低位的进位（0表示无进位，1表示有进位）；Ai 表示加数；Bi 表示被加数；Y 表示Ai+Bi 的和；N 表示向高位进位（0表示无进位，1表示有进位）。
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实验四组合逻辑电路
一、实验目的
1．学会组合逻辑电路的实验分析及其设计方法。
2．验证半加器、全加器的逻辑功能。
二、实验原理
按照逻辑电路的不同特点，常把数字电路分成两大类：一类叫组合逻辑电路，一类叫时序逻辑电路。
组合逻辑电路在任一时刻的输出状态只决定于该时刻各输入状态的组合，而与电路的原状态无关。
通常组合逻辑电路由门电路组合而成。
分析组合逻辑电路的目的是为了确定已知电路的逻辑功能，或者检查电路设计是否合理。
分析组合逻辑电路时首先根据已知的逻辑图，从输入到输出逐级写出逻辑函数表达式；然后利用公式法或卡诺图法化简逻辑函数表达式；最后列真值表，确定其逻辑功能。
设计组合逻辑电路的任务是根据已知逻辑问题，画出满足任务要求的逻辑电路图。
组合逻辑电路的设计，通常以电路简单，器件最少为目标。
首先应分析实际问题所要求的逻辑功能，确定输入量和输出量，然后列出符合输入、输出关系的真值表，根据真值表写出逻辑函数的表达式并化简成最简式，按照最简逻辑函数的表达式画出逻辑电路图。
三、实验仪器及设备
1、数字逻辑实验箱1台
2、元器件：74LS20×4（四输入端2与非门），74LS00×1（二输入端4与非门），
74LS08×1，74LS32×1，导线若干
四、实验内容
1．测试图1电路的逻辑功能
按图1接线。
按表1要求输入信号，测出相应的输出逻辑电平，并填入表中。
分析电路的逻辑功能，写出逻辑表达式。
图1 图2
2．测试用异或门、非门和与或非门组成的电路的逻辑功能
按图2接线。
按表2要求输入信号，测出相应的输出逻辑电平，并填入表中。
分析电路的逻辑功能，写出逻辑表达式。
3．根据要求自行设计逻辑电路，要求画出逻辑电路图，列真值表并验证其逻辑功能。
（1）有一个车间，有红、黄两故障指示灯，用来表示三台设备的工作情况。
当有一台设备出现故障时，红灯亮；若三台设备都出现故障时，红灯、黄灯都亮。
试用与非门设计一个控制灯亮的逻辑电路。
分析提示：设Y 为红灯，G 为黄灯，以1代表灯亮，0代表灯不亮，其逻辑表达式：Y=BC AC AB G=ABC
C B A C B A C B A
根据公式得到参考逻辑电路图3。
根据分析提示并结合参考电路图，设计出自已的电路，在实验箱上将电路连接完成。
自拟表格记录之。
图3
（2）三人表决电路（74LS08一片，74LS32一片）
三人表决一件题案，若2人以上通过，输出为1，表示题案通过，否则输出为0，表示题案被否决。
设A、B、C三人表决，1为同意，0为否决，F为输出。
自拟表格记录之。
五、实验记录
表1
A B S C
0 0
0 1
1 0
1 1
表2
输入 输出
n A n B 1
−n C n S n C 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1
1
1
六、实验预习要求
1．熟悉门电路工作原理及相应的逻辑表达式。
2．熟悉数字集成块的引线位置及引线用途。
3．预习组合逻辑电路的分析、设计步骤。
七、实验报告
1．整理实验结果，填入相应表格中，写出逻辑表达式，并分析各电路的逻辑功能。
2．总结用实验来分析组合逻辑电路功能的方法。