实验二 组合电路的设计与测试
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、实验目的掌握组合逻辑电路的设计与测试方法二、实验器材1、THD-4型数字电路实验箱一台（双列直插式集成电路插座、+5V直流电源、逻辑电平开关、LED发光二极管显示器）2、集成芯片74LS00（四2输入与非门）3片、74LS20（双4输入与非门）3片三、实验原理使用中、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是（1）根据设计任务的要求，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）根据逻辑表达式，画出逻辑图，用标准器件构成电路。
（4）最后，用实验来验证设计的正确性。
四、实验内容１、设计一个四人无弃权表决电路（多数赞成则提案通过）本设计要求采用双４输入与非门（74LS20）实现。
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。
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。
Z = ABC+BCD+ACD+ABD= ABC·BCD·ACD·ABD最后画出用“与非门”构成的逻辑电路如图2-1所示图2-1 表决电路逻辑电路图２、设计一个保险箱的数字代码锁，该锁有规定的4位代码A 、B 、C 、D 的输入端和一个开锁钥匙孔信号E 的输入端，锁的代码由实验者自编（例如1001）。
当用钥匙开锁时（E=1），如果输入代码符合该锁设定的代码，保险箱被打开（Z 1=1），如果不符，电路将发出报警信号（Z 2=1）。
要求用最少的与非门（74LS00和74LS20）来实现，检测并记录实验结果。
1Z ABCD E ABCD E ABE CDE ===& & & & &。
数电实验(实验二_组合电路设计和冒险现象分析)
数字电子技术实验（数二）——组合电路设计和冒险现象分析实验指导老师：盛苏英一实验目的⏹掌握用SSI设计组合电路及其检测方法；⏹观察组合电路的冒险现象；⏹熟悉消除冒险现象的常用方法。
二实验基础知识使用小规模集成电路（SSI）进行组合电路设计的一般步骤是：①根据实际问题对逻辑功能的要求，定义输入、输出逻辑变量，然后列出真值表；②通过化简得出最简与或表达式；③通过最简与或表达式，画逻辑图（一般用与非门）实现此逻辑函数。
若给出的门电路器件不是与非门，则可在最简与或表达式的基础上进行转换，得出与给定器件相一致的逻辑表达式，并实现之，最后测试验证其逻辑功能。
三实验内容内容一：设计一个组合逻辑电路，它接收一个8421BCD 码B 3B 2B 1B 0，仅当2＜B 3B 2B 1B 0＜7时输出Y 才为1。
设计步骤如下：（1）了解TTL 与非门（74LS00）的引脚结构图1 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 874LS00Vcc 3A 3B 3Y4A 4B 4Y1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND可见：芯片74LS00有14个引脚，左上针脚接Vcc ，右下针脚接GND ，含有4组与非门（每一组左边两个引脚为输入，右边引脚为输出）。
三实验内容一设计步骤如下：（2）根据题意列出真值表三实验内容一设计步骤如下：（3）利用真值表画卡诺图、化简三实验内容一设计步骤如下：（4）画出电路图*请同学自行标注芯片引脚号！实验内容一设计步骤如下：（5）电路搭试与实验验证输入：B2、B1、B分别接手动拨动开关（B3不接）；输出：Y 接指示灯。
实验验证时观察：当B2B1B分别为011、100、101、110时，指示灯亮；其余情况指示灯均灭。
二实验内容⏹内容二：按下表设计一个逻辑电路。
⏹①设计要求：输入信号仅提供原变量，要求用最少数量的2输入端与非门，画出逻辑图；⏹②试搭电路，进行静态测试，验证逻辑功能，记录测试结果；⏹③分析输入端B、C、D各处于什么状态时能观察到输入端A信号变化时产生的冒险现象；⏹④估算此时出现的干扰脉冲宽度是门平均传输延迟时间tpd的几倍；⏹⑤在A端输入f=100kHz～1MHz的方波信号，观察电路的冒险现象，记录A和Y点的工作波形图；⏹⑥观察用增加校正项的办法消除由于输入端A信号变化所引起的逻辑冒险现象，画出此时的电路图，观察并记录实验结果。
实验2 组合逻辑电路的设计
4. 实验内容及要求 (1) 用与非门设计实现异或逻辑功能。 a) 按照组合逻辑电路的设计方法， 列出两输入异或逻辑函数的真值表， 写出最简 与或式、与非-与非式，画出与非门实现的逻辑电路图。 b) 使用集成电路芯片 74LS10 和 74LS20 中的与非门， 按照所设计的逻辑电路图连 接电路。 c) 选择使用数字电路实验装置中的逻辑电平输入开关和逻辑电平输出 LED 指示 灯，设计实验测试方案。 d) 记录并分析实验数据参考表 2-2， 说明所设计的电路是否实现预计的异或逻辑 功能。
以二值逻辑的 0、1 两种状态分别代表输入变量和输出变量的两种不同状态。这里 0 和 1 的具体含意完全是由设计者人为选定的。
3) 根据给定的因果关系列出逻辑真值表。 举例： “大月指示器”的逻辑功能如下：输入一年中的具体月份，电路能自动判别出“大月” 还是“小月” （大月有 31 天） 。 通过分析，逻辑抽象结果为：月份输入 ABCD 可以由 4 位二进制代码表示，例如 ABCD=0001 表示输入月份为 1 月， ABCD=0010 表示 2 月， ABCD=0011 表示 3 月，...... ， ABCD=1100 表示 12 月；输出 Y 的逻辑值 1 或 0 分别表示信息“大月”或“小月” ，Y=1 表 示大月，Y=0 表示小月。列出真值表如表 2-1 所示。
得到最简与或式为选定器件的类型实际逻辑问题逻辑抽象逻辑函数化简变换表达画出逻辑连接电路实现为了实现最终的逻辑函数既可以用小规模集成门电路组成相应的逻辑电路也可以用中规模集成的常用组合逻辑器件或可编程逻辑器件等构成相应的逻辑电路
实验二 组合逻辑电路的设计
1. 实验目的 （1）熟练使用数字电路实验装置设计实验方案； （2）掌握用基本门电路实现组合电路的设计方法。 （3）掌握实现组合逻辑电路的连接及调试方法。 2. 实验仪器与材料 （1）数字电路实验装置 1 台； （2）双列直插集成电路芯片 74LS10、74LS20 各 1 片，导线若干。 3 . 知识要点 （一）组合逻辑电路的设计方法
实验二组合逻辑电路实验(半加器、全加器)
5、记录实验结果（三）
3.全加器组合电路的逻辑功能测试
Ai
Bi
Ci-1
Y
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
Z
X1
X2
X3
Si
Ci
5、记录实验结果（四）
自己设计实现逻辑函数，给出逻辑电路连接图，并连接调试。
5、记录实验结果（选做）
（1）画出用异或门、或非门和与非门实现全加器的逻辑电路图，写出逻辑表达式。 （2）找出异或门、或非门和与非门器件，按自己设计画出的电路图接线，注意：接 线时,或非门中不用的输入端应该接地。与非门中不用的输入端应该接VCC。 （3）当输入端Ai Bi Ci-1为下列情况时，测量Si和Ci的逻辑状态并填入表格中
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
输出
Y1
Y2
（1）按上图接线（注意数字编号与芯片管脚编号对应） （2）写出Y2的逻辑表达式并化简。 （3）图中A、B、C接实验箱下方的逻辑开关，Y1，Y2接实验箱上方的电平显示发光管。 （4）按表格要求，拨动开关，改变A、B、C输入的状态，填表写出Y1，Y2的输出状态。 （5）将运算结果与实验结果进行比较 。
每个小组在数字电路试验箱上找到本次实验所需要的芯片 ，并查看芯片形状是否完好，芯片管脚有没有插牢。
2、查看数字电路实验箱
74LS86
74LS00
3、了解芯片
芯片管脚示意图
4、实验内容与结果(一)
组合逻辑电路的设计实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除组合逻辑电路的设计实验报告篇一：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。
2）由表2-1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）画出逻辑电路图如图2-1，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。
2.在一个射击游戏中，每人可打三枪，一枪打鸟(A)，一枪打鸡（b），一枪打兔子（c）。
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设计与测试方法2、设计半加器和全加器并测试其逻辑功能二．实验仪器及材料器件：74LS00 二输入端四与非门 1片74LS10 三输入端三与非门 1片74LS86 二输入端四异或门 1片三、实验原理1、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组合逻辑电路基本设计方法：（1）根据设计任务的要求建立输入、输出变量，并列出真值表。
（2）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（3）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。
（4）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设计任务： 用“与非”门设计一个四个人的表决电路。
当四个输入端中有三个或四个为“1”时，输出端才为“1”。
（同意用"1"表示，反对用"0"表示；决议通过用"1"表示，不通过用"0"表示。
）设计步骤：（1）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2－2（2） 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 ⋅⋅⋅（3）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（4）用实验验证逻辑功能A 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1B 0 0 0 0 1 1 11 0 0 0 0 1 1 1 1C 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1D 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 00 1 0 1 1 1 CD AB00 01 11 10 0001 111 1 1 110 1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74LS20。
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1－1D 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2－2DA BC00 01 11 10 00 01 1 11 1 1 1 101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。
实验二 组合逻辑电路分析与设计实验报告
实验二组合逻辑电路分析与设计实验报告
姓名：李凌峰班级：13级电子1班学号：13348060
一、实验数据与相应原理图：
1、复习组合逻辑电路的分析方法，对实验中所选的组合电路写出函数式。
设计一个代码转换电路，输入为4位8421码，输出为4位循环码。
对应的各位码如下表所示。
2、实验逻辑函数式：
实际实验逻辑表达式（用一异或门代替与或门）：
3、实际实验逻辑图：
4、实际实验操作图
二、实验操作记录
1，检测转换电路：
2，实测波形图
10hz方波：
G3 G2 G1 G0波形：
B1 B2 B3 B4波形图：
由以上波形图张图绘制出总的时序图如下：
三、心得与体会
1、这次实验所用器材用了异或门74LS86和异步计数器74LS197.分析组合逻辑电路
时，要先由给定的组合逻辑电路写函数式，然后对函数式进行化简或变换，再根据最简式列真值表，最后确认逻辑功能。
设计组合逻辑电路时，则应先根据给定事件的因果关系列出真值表，然后由真值表写函数式，再对函数式进行化简或变换，最后画出逻辑图，并测试逻辑功能。
2、对示波器的操作仍不够熟悉，在将示波器连接到实验箱的测试端时总是忘了要接地，
致使示波器显示信号不正常。
3、在比较波形时，借用同学的接口同时加载4个波形容易做出总的时序图。
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实验二 组合电路的设计与测试
一、实验目的
掌握组合逻辑电路的设计与测试方法
二、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
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。
然后用逻辑代数法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”门设计一个三人 (A 、B 、C )表决电路。
每人有一按键，如果赞同，按键，表示 1 ；如不赞同，不按键，表示 0 。
表决结果用指示灯表示，多数赞同,灯亮为 1 ，反之灯不亮为 0 。
设计步骤：
1)根据题意列出真值表(逻辑状态表)如表2－1所示。
表2－1
A 0 0 0 0
B
C Y
0 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1
2)写出逻辑表达式C =+++Y A BC AB A BC A BC
3)化简逻辑表达式B BC =++Y A AC
4）写出与非形式的逻辑表达式，B BC B BC C =++=Y A AC A A 画出用“与非门”构成的逻辑电路如图2－2所示。
A B C
图2－2 三人表决电路逻辑图
3、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 接至逻辑开关输出插口，输出端Y 接逻辑电平显示输入插口，按真值表要求，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。
三、实验设备与器件
1、 实验装置
2、数字万用表
3、实验所用器件：
CC4011×2（74LS00） CC4012×3（74LS20） CC4030（74LS86）
CC4081（74LS08） 74LS54×2(CC4085) CC4001 (74LS02)
四、实验内容
1、设计用与非门及用异或门、与门组成的半加器电路。
2、 设计一个一位全加器，要求用异或门、与门、或门组成。
3、设计一位全加器，要求用与或非门实现。
4、设计三人表决电路
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。
3、组合电路设计体会。