组合逻辑电路的设计
实验三组合逻辑电路的设计
实验三组合逻辑电路的设计组合逻辑电路是由与门、或门、非门等基本逻辑门组成的电路，其输出取决于输入信号的组合方式。
本实验旨在通过设计一个具体的组合逻辑电路，来强化学生对组合逻辑电路的理解和应用能力。
一、实验目的1.掌握组合逻辑电路的基本原理和设计方法；3.进一步理解与门、或门、非门等基本逻辑门的逻辑运算。
二、实验器材1.教学实验箱；2.相关实验电路元器件。
三、实验内容1.根据给定的逻辑功能要求，设计一个组合逻辑电路；2.使用门电路组合搭建所设计的组合逻辑电路；3.利用数字电路实验箱进行电路的搭建和测试；4.验证电路的功能是否符合设计要求。
四、实验步骤1.确定逻辑功能要求。
在本实验中，我们以设计一个4位二进制加法器为例。
4位二进制加法器是由4个全加器和一个或门组成的。
全加器的功能是将三位输入（被加数、加数和进位）相加得到两位输出（和和进位）。
2.进行真值表的列写和逻辑方程的列写。
为了完成4位二进制加法器的设计，我们首先需要根据功能要求列写真值表，包括所有的输入和输出组合。
然后，我们可以通过观察真值表，得出逻辑方程，并将其转化为门电路的连接方式。
3.根据真值表和逻辑方程进行卡诺图化简。
卡诺图是一种用于化简逻辑方程的方法。
通过将逻辑方程的输入和输出用二进制表示，在卡诺图上标记出函数值为1的格子，然后将格子组合成最简化的表达式。
在本实验中，通过化简后的逻辑方程，我们可以确定需要使用的与门、或门、非门的数量和连接方式。
根据实验器材的要求，选择相应的门电路元器件进行电路的搭建。
5.利用数字电路实验箱进行电路的搭建和测试。
根据门电路的设计，使用数字电路实验箱中的元器件进行电路的搭建。
搭建完成后，仔细检查电路连接是否正确，确保没有接错导线或插错元器件。
6.验证电路的功能是否符合设计要求。
根据真值表的结果，对经过测试的电路进行验证。
观察输出是否符合预期，如果输出结果与设计要求一致，则说明电路的功能实现正确。
五、实验注意事项1.在进行实验之前，应仔细阅读实验内容和操作步骤，理解实验的目的和要求；2.在进行电路连接时，应注意电路元器件的极性和连接方式，确保电路连接正确；3.在进行电路测试时，应注意接线的稳固性和安全性，避免触电事故的发生；4.实验结束后，应及时关闭电源，避免给他人和设备带来危险。
组合逻辑电路的设计获奖教案
组合逻辑电路的设计一、教学目标1. 让学生理解组合逻辑电路的基本概念和特点。
2. 使学生掌握组合逻辑电路的设计方法和步骤。
3. 培养学生运用组合逻辑电路解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 组合逻辑电路的基本概念讲解组合逻辑电路的定义、特点和应用。
2. 组合逻辑电路的设计方法介绍组合逻辑电路的设计步骤，包括需求分析、功能分解、逻辑表达式推导、逻辑门选择和电路实现。
3. 常见组合逻辑电路的设计实例讲解加法器、乘法器、编码器、译码器、多路选择器和算术逻辑单元等常见组合逻辑电路的设计方法。
4. 组合逻辑电路的仿真与测试介绍组合逻辑电路的仿真方法和测试技巧，让学生学会使用仿真工具对设计的电路进行验证和优化。
5. 组合逻辑电路在实际应用中的案例分析分析组合逻辑电路在计算机、通信、控制等领域的应用案例，让学生了解组合逻辑电路在实际工程中的重要性。
三、教学方法1. 采用讲授与实践相结合的教学方式，让学生在理论学习的基础上，通过实际操作加深对组合逻辑电路的理解。
2. 使用多媒体教学手段，结合实际电路图和仿真图，直观地展示组合逻辑电路的工作原理和设计过程。
3. 组织课堂讨论和小组合作，鼓励学生发表自己的观点和思路，培养学生的团队协作能力。
四、教学评价1. 课堂互动：评估学生在课堂上的提问、回答和讨论情况，考察学生的参与度和思维能力。
2. 课后作业：布置相关的设计题目，要求学生独立完成，检验学生对组合逻辑电路设计方法的掌握程度。
4. 期末考试：设置组合逻辑电路设计相关的题目，测试学生对课程知识的全面理解和应用能力。
五、教学资源1. 教材：选用权威、实用的组合逻辑电路教材，为学生提供系统性的学习资料。
2. 仿真工具：为学生提供组合逻辑电路仿真软件，方便学生进行电路设计和验证。
3. 网络资源：引导学生查阅相关的在线资料和学术文献，拓宽视野，丰富知识。
4. 实际电路器件：为学生提供组合逻辑电路所需的电子元器件，便于学生进行实践操作。
组合逻辑电路的设计,电路由红绿蓝三盏灯组成实验报告
组合逻辑电路的设计,电路由红绿蓝三盏灯组成实验报告实验报告标题：组合逻辑电路的设计：红绿蓝三盏灯的组合实验目的：1. 理解组合逻辑电路的基本原理和设计方法；2. 实际操作设计一个由红绿蓝三盏灯组成的组合逻辑电路；3. 探索不同输入组合对输出结果的影响。
实验器材：1. 红绿蓝三盏灯2. 开关3. 电源供应器实验原理：组合逻辑电路是由逻辑门组成的电路，它的输出仅由输入的当前状态决定，与输入信号的变化历史无关。
组合逻辑电路的基本逻辑门有与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）等。
实验设计：根据红绿蓝三盏灯的组合，我们可以设计一个简单的组合逻辑电路。
假设我们用A、B、C分别表示红、绿、蓝灯的状态，0表示灭，1表示亮。
我们需要设计一个电路，使得当ABC分别为000、001、010、011、100、101、110、111八种组合时，红绿蓝三盏灯分别亮起的状态如下：000 -> 红灯亮，绿灯灭，蓝灯灭001 -> 红灯亮，绿灯灭，蓝灯亮010 -> 红灯亮，绿灯亮，蓝灯灭011 -> 红灯亮，绿灯亮，蓝灯亮100 -> 红灯灭，绿灯亮，蓝灯灭101 -> 红灯灭，绿灯亮，蓝灯亮110 -> 红灯灭，绿灯灭，蓝灯灭111 -> 红灯灭，绿灯灭，蓝灯亮基于上述要求，我们可以使用与门、或门和非门来设计该组合逻辑电路，具体设计如下图所示：+++++++A - AND ORB -C -++++++++-输出端D（红灯）+-输出端E（绿灯）+-输出端F（蓝灯）+输入端B+-输入端A实验步骤：1. 按照上述电路图，连接与门、或门、非门及红绿蓝灯；2. 将电源供应器的电源插头接通电源；3. 按照给定的输入组合（000、001、010、011、100、101、110、111）依次拨动开关；4. 观察红绿蓝三盏灯的亮灭情况，记录实验结果。
实验结果：根据实际的实验操作和观察，我们可以得到以下结果：输入组合红灯绿灯蓝灯-000 亮灭灭001 亮灭亮010 亮亮灭011 亮亮亮100 灭亮灭101 灭亮亮110 灭灭灭111 灭灭亮结论：通过实验结果可以验证组合逻辑电路的设计是正确的。
实验五-组合逻辑电路的设计
实验五组合逻辑电路的设计一、试验目的１、掌握组合逻辑电路的设计方法。
２、掌握组合逻辑电路的静态测试方法。
３、熟悉CPLD设计的过程，比较原理图输入和文本输入的优劣。
二、实验的硬件要求１、输入：按键开关（常高）４个；拨码开关４位。
２、输出：LED灯。
３、主芯片：Altera EPM7128SLC84-15。
三、实验内容１、设计一个四舍五入判别电路，其输入为8421BCD码，要求当输入大于或等于５时，判别电路输出为１，反之为０。
２、设计四个开关控制一盏灯的逻辑电路，要求改变任意开关的状态能够引起灯亮灭状态的改变。
（即任一开关的合断改变原来灯亮灭的状态）３、设计一个优先排队电路，其框图如下：排队顺序：A=1 最高优先级B=1 次高优先级C=1 最低优先级要求输出端最多只能有一端为“１”，即只能是优先级较高的输入端所对应的输出端为“１”。
四、实验连线１、四位拨码开关连D3、D2、D1、D0信号对应的管脚。
OUT输出信号管脚接LED灯。
２、四位按键开关分别连K1、K2、K3、K4信号对应的管脚。
OUT输出信号管脚接LED灯。
３、A、B、C信号对应管脚分别连三个按键开关。
输出A_Out、B_Out、C_Out信号对应的管脚分别连三个LED灯。
（具体管脚参数由底层管脚编辑决定）五、参考原理图1、①原理图，如图5-1所示：②AHDL硬件描述语言输入：SUBDESIGN t5_1(d0,d1,d2,d3:INPUT;out: OUTPUT;)BEGINIF( (d3,d2,d1,d0) >= 5 ) THENout=VCC;ELSEout=GND;END IF;END;2、①原理图，如图5-2所示：②AHDL硬件描述语言输入：SUBDESIGN t5_2(k0,k1,k2,k3:INPUT;out: OUTPUT;)BEGINTABLE(k3,k2,k1,k0) => out;B"0000" => GND;B"0001" => VCC;B"0011" => GND;B"0010" => VCC; 图5-2图5-1B"0110" => GND;B"0111" => VCC;B"0101" => GND;B"0100" => VCC;B"1100" => GND;B"1101" => VCC;B"1111" => GND;B"1110" => VCC;B"1010" => GND;B"1011" => VCC;B"1001" => GND;B"1000" => VCC;END TABLE;END;3、①原理图，如图5-3所示：图5-3②AHDL硬件描述语言输入：SUBDESIGN t5_3(a,b,c : INPUT;a_out,b_out,c_out : OUTPUT;)BEGINIF a THENa_out=VCC; b_out=GND; c_out=GND;ELSIF b THENa_out=GND; b_out=VCC; c_out=GND;ELSIF c THENa_out=GND; b_out=GND; c_out=VCC;ELSEa_out=GND;b_out=GND;c_out=GND;END IF;END;六、实验报告要求1、对于原理图设计要求有设计过程。
组合逻辑电路的设计获奖教案
组合逻辑电路的设计章节一：组合逻辑电路概述教学目标：1. 了解组合逻辑电路的基本概念；2. 掌握组合逻辑电路的输入输出关系；3. 熟悉组合逻辑电路的主要应用。
教学内容：1. 组合逻辑电路的定义；2. 组合逻辑电路的输入输出关系；3. 组合逻辑电路的应用实例。
教学活动：1. 引入组合逻辑电路的概念；2. 通过举例说明组合逻辑电路的输入输出关系；3. 讨论组合逻辑电路的应用场景。
章节二：逻辑门及其组合教学目标：1. 掌握常见逻辑门的功能；2. 学会逻辑门的符号表示；3. 了解逻辑门组合的基本原理。
教学内容：1. 与门、或门、非门的功能和符号表示；2. 与非门、或非门、异或门的功能和符号表示；3. 逻辑门组合的原理。
教学活动：1. 介绍各种逻辑门的功能和符号表示；2. 通过示例演示逻辑门的组合过程；3. 引导学生进行逻辑门的组合练习。
章节三：组合逻辑电路的设计方法教学目标：1. 学会组合逻辑电路的设计方法；2. 熟悉组合逻辑电路的设计步骤；3. 掌握组合逻辑电路的优化技巧。
教学内容：1. 组合逻辑电路的设计方法；2. 组合逻辑电路的设计步骤；3. 组合逻辑电路的优化技巧。
教学活动：1. 引导学生了解组合逻辑电路的设计方法；2. 分组讨论组合逻辑电路的设计步骤；3. 分享组合逻辑电路的优化技巧。
章节四：组合逻辑电路的实际应用教学目标：1. 了解组合逻辑电路在实际中的应用；2. 学会分析组合逻辑电路的应用场景；3. 能够设计简单的组合逻辑电路应用实例。
教学内容：1. 组合逻辑电路在实际中的应用；2. 分析组合逻辑电路的应用场景；3. 设计简单的组合逻辑电路应用实例。
教学活动：1. 介绍组合逻辑电路在实际中的应用实例；2. 分析组合逻辑电路的应用场景；3. 学生分组设计简单的组合逻辑电路应用实例。
章节五：组合逻辑电路的设计实践教学目标：1. 掌握组合逻辑电路的设计方法；2. 学会使用逻辑门电路元件进行组合逻辑电路的设计；3. 能够完成组合逻辑电路的设计并验证其功能。
组合逻辑电路的设计
0 1 1 0 ×××××
010
0 1 1 1 0 ××××
011
0 1 1 1 1 0 ×××
100
0 1 1 1 1 1 0 ××
101
0 1 1 1 1 1 1 0×
110
0 1 1 1 1 1 1 10
111
出
YEX YS
11 10 01 01 01 01 01 01 01 01
第4章 组合逻辑电路
第4章 组合逻辑电路
Dn An BnCn An BnCn An Bn C n An BnCn An Bn Cn
Cn1 An Bn C n An Bn C n BnCn An (Bn Cn ) BnCn An (Bn Cn ) BnCn
E3 A BC BD A BC BD
E2 BC D BC BD B(C D) B(C D) B (C D)
E1 C D CD C D C D
E0 D
第4章 组合逻辑电路
③ 画逻辑电路。
该电路采用了三种门电路，速度较快，逻辑图如图4.2.4所示。
的输入、输出均为低电平有效，因此给每个输出端加一个
反相器，即可将反码输出的BCD码转换为正常的BCD码。
第4章 组合逻辑电路
图4.3.3 74LS147的逻辑符号
第4章 组合逻辑电路
表4.3.2 74LS147的功能表
I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9
111 11 11 11 ××× ×× ×× × 0 ××× ×× ×× 0 1 ××× ×× × 0 1 1 ××× ×× 0 1 1 1 ××× × 0 1 1 1 1 ××× 0 1 1 1 1 1 ×× 0 1 1 1 1 1 1 ×0 1 1 1 1 1 1 1
实验5组合逻辑电路的设计
实验5 组合逻辑电路的设计学生使用指导书实验项目名称：组合逻辑电路的设计实验学时：2实验要求：必做实验类型：设计型大纲要求：通过实验，掌握使用中、小规模集成电路来设计组合电路是最常见的逻辑电路的一般方法；通过实验，验证设计正确性。
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、组合逻辑电路设计流程使用中、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5.1所示。
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要求：使用“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5.1所示，再填入表决器卡诺图中，如表5.2所示。
B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1C 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1Z 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1DA00 01 11 10BC0001 111 1 1 110 1由卡诺图化简，得出逻辑表达式，并演化成“与非”的形式如下：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5.2所示。
图5.2 表决电路逻辑图线路连接如下：实验线路选择2片74ls10（U1使用了全部的三个门，也可以每片使用2个门，避免连线拥塞）；一片74LS20A、B、C、D四个输入引脚连接4个开关量输出开关（K3~K0）；输出接LED指示。
实验验证逻辑功能：按上图接线，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5.2进行比较，验证所设计的逻辑电路是否符合要求。
组合逻辑电路的设计.
实验4.9 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与测试方法2.了解组合逻辑电路的竞争冒险现象二、实验仪器与器材1.集成与非门若干块2.数字实验箱一台三、实验原理组合逻辑电路的设计是给定一定的逻辑功能，要求用门电路实现这一逻辑功能。
用小规模集成电路(SSI)进行组合逻辑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，列出真值表。
（2）通过化简和变换得到符合要求（一般为与非关系）的最简逻辑表达式。
（3）根据最简的逻辑表达式画出逻辑图，实现逻辑功能。
组合逻辑电路设计的关键之一，是对输入逻辑变量和输出逻辑变量作出合理的定义，在定义时，应注意以下几点：（1）有具有二值性的命题才能定义成输入或输出逻辑变量。
（2）把逻辑变量取1值的定义表达清楚。
组合逻辑电路的设计都是在理想的情况下进行的，即假定一切逻辑器件都没有延迟效应。
但事实并非如此，信号通过任何导线和器件都存在一个响应时间。
由于工艺上的原因，各器件的延迟时间离散型非常大，往往按照理想情况下设计的逻辑电路，在实际工作中有可能会产生错误输出。
一个组合逻辑电路，在它的输入信号变化时，输出出现瞬时错误的现象称为组合逻辑电路的冒险现象。
冒险现象直接影响数字设备的可靠性和稳定性，故要设法消除。
四、实验内容1.设计一个交通灯报警电路。
在三个输入变量中，当两个或两个以上输入端为“1”时，属不正常状态，应该发出报警。
（1）逻辑抽象输入变量为A、B、C三个交通灯，灯亮时认为是“1”，灯灭时为“0”。
输出变量为Y，正常时，输出为“0”，灯不亮铃不响；出现故障时，输出为“1”，灯亮铃响。
1 1 1 1得到逻辑表达式F=AB+ BC+ AC（3）逻辑电路图开关闭合为信号1,断开为信号0。
经检验，电路完全和逻辑状态表值完全吻合。
股可以证明电路是正确的。
2.设计一个一位8421BCD码的检码电路，当输入数码等于或大于1010时，电路应输出“1”，否则输出为“0”。
简述组合逻辑电路设计的主要步骤。
简述组合逻辑电路设计的主要步骤。
组合逻辑电路设计是数字电路设计的基础之一，是将数字信号处理和控制的核心之一。
组合逻辑电路的主要作用是在给定的输入条件下，生成相应的输出信号。
组合逻辑电路的设计过程必须确保满足规定的功能、性能和可靠性要求，同时优化设计的成本和可维护性。
下面，笔者将简述组合逻辑电路设计的主要步骤。
1.需求分析在进行组合逻辑电路的设计之前，需要首先了解设计的需求。
需求分析的目的是明确电路应该完成的功能和性能要求。
需求分析的主要任务是根据问题描述分析出问题的逻辑结构，把问题转化为逻辑关系，并对功能和性能的要求进行分析，确定输入输出的信号格式和处理方式。
2.功能设计在明确电路需求之后，需要进行组合逻辑功能设计，即设计实现给定功能的组合逻辑电路。
功能设计的主要任务是确定电路的输入、输出信号格式和逻辑关系，建立电路的逻辑模型。
通常，这些逻辑相关的信息可以用逻辑代数的符号来表示，如布尔代数的运算符、函数表示和真值表。
3.电路结构设计在完成组合逻辑电路的功能设计之后，需要对电路结构进行设计。
电路结构设计的主要任务是决定电路中具体使用的逻辑元件，包括与门、或门、非门等基本逻辑门，以及复合逻辑元件如解码器、选择器、多路器等等。
此外，还需要考虑逻辑元件之间的逻辑关系和布局，选择适当的电路拓扑结构并优化电路的性能。
4.电路实现在完成电路结构设计之后，需要进行电路实现，即实现组合逻辑电路的硬件电路。
电路实现的过程通常包括电路原理图设计、电路元件选择和电路标准化等。
设计中要注意逻辑元件的数量和逻辑关系，要优化电路的逻辑和物理布局，以最大限度地提高电路的性能和可靠性。
5.电路测试与验证在完成电路实现之后，需要对电路进行测试和验证。
测试和验证的主要目的是确保电路能够正常工作，并满足设计要求。
测试过程中需要检查电路的输入和输出信号，确认电路的功能和性能。
验证过程则是对电路进行模拟和仿真，模拟电路的工作和实际应用环境，验证电路的可靠性和性能。
实验一组合逻辑电路的设计
实验一 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。
2、 掌握组合逻辑电路的静态测试方法。
3、 加深FPGA 设计的过程，并比较原理图输入和文本输入的优劣。
4、 理解“毛刺”产生的原因及如何消除其影响。
5、 理解组合逻辑电路的特点。
二、实验的硬件要求：1、 EDA/SOPC 实验箱。
2、 计算机。
三、实验原理1、组合逻辑电路的定义数字逻辑电路可分为两类：组合逻辑电路和时序逻辑电路。
组合逻辑电路中不包含记忆单元（触发器、锁存器等），主要由逻辑门电路构成，电路在任何时刻的输出只和当前时刻的输入有关，而与以前的输入无关。
时序电路则是指包含了记忆单元的逻辑电路，其输出不仅跟当前电路的输入有关，还和输入信号作用前电路的状态有关。
通常组合逻辑电路可以用图1.1所示结构来描述。
其中，X0、X1、…、Xn 为输入信号， L0、L1、…、Lm 为输出信号。
输入和输出之间的逻辑函数关系可用式1.1表示： 2、组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计任务是根据给定的逻辑功能，求出可实现该逻辑功能的最合理组 合电路。
理解组合逻辑电路的设计概念应该分两个层次：（1）设计的电路在功能上是完整的，能够满足所有设计要求；（2）考虑到成本和设计复杂度，设计的电路应该是最简单的，设计最优化是设计人员必须努力达到的目标。
在设计组合逻辑电路时，首先需要对实际问题进行逻辑抽象，列出真值表，建立起逻辑模型；然后利用代数法或卡诺图法简化逻辑函数，找到最简或最合理的函数表达式；根据简化的逻辑函数画出逻辑图，并验证电路的功能完整性。
设计过程中还应该考虑到一些实际的工程问题，如被选门电路的驱动能力、扇出系数是否足够，信号传递延时是否合乎要求等。
组合电路的基本设计步骤可用图1.2来表示。
3、组合逻辑电路的特点及设计时的注意事项①组合逻辑电路的输出具有立即性，即输入发生变化时，输出立即变化。
（实际电路中图 1.1 组合逻辑电路框图L0=F0(X0,X1,²²²Xn)² ² ²Lm=F0(X0,X1,²²²Xn)（1.1）图 1.2 组合电路设计步骤示意图图还要考虑器件和导线产生的延时）。
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广州大学学生实验报告
开课学院及实验室：电子信息楼410 2013年5月20日
学院
机械与电气
工程学院
年级、专
业、班
11级电气1班姓名·学号
实验课程名
称
数字电子技术实验成绩
实验项目名称；
实验二设计性实验——组合逻辑电路的设计
指导
老师
一、实验目的
1、学习组合逻辑电路的设计方法；
2、掌握使用通用逻辑器件实现逻辑电路的一般方法。
二、实验原理
使用中、小规模集成电路来设计组合电路时最常见的逻辑电路设计方法。
设计的过程通常是根据
给出的实际逻辑问题，求出实现这一逻辑功能的最简单逻辑电路，这就是设计组合逻辑电路时要完成
的工作。
,
组合逻辑电路的设计工作通常可按如下步骤进行。
（1）进行逻辑抽象
（2）写出逻辑函数式
（3）选定器件的类型
（4）将逻辑函数化简或变换成适当形式
（5）根据化简或变换后的逻辑函数式画出逻辑电路的连接图
（6）工艺设计
例设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。
每一组信号灯由红、黄、绿3盏灯组成，如图
3-22所示。
正常工作情况下，任何时刻必有一盏灯亮，而且只允许有一盏灯亮。
而当出现其他5种
点亮状态时，电路发生故障，这是要求发出故障信号，以提醒维护人员前去修理。
{
首先进行逻辑抽象。
取红、黄、绿3盏灯的状态为输入变量，分别用R、Y、G表示，并规定灯亮时为1，不亮为0。
取故
障信号为输出变量，以Z表示，并规定正常工作状态下Z=0，发生故障时Z=1。
更具题意可列出表3-9
所示的逻辑真值表。
表3-9真值表
R Y G Z\ R Y G Z
000[
1
1000
00|
1
01011
0{
1
001101
) 0111111&
1
写出逻辑函数式。
由表3-9知
Z=RYG+RYG+RYG+RYG （1）
选定期间类型为小规模通用集成门电路。
将式（1）利用卡诺图化简（如图3-33所示）后得
Z=RYG+RY+RG+YG（2）
]
根据式（2）的化简结果画出逻辑电路图，得到图3-34所示电路。
由于式（2）为最简单与-或表达式，所以只有在使用与门和或门组成电路时猜得到最简单的电路。
如果要求用其他类型的门电路来组成这个逻辑电路，则为了得到最简单的电路，化简的结果亦须相应地改变。
例如，在要求全部用与非门组成这个逻辑电路时，就应当将函数式华为最简单与非-与非表达式。
这种形式通常可以通过将与-或表达式两次求反得到。
在上例中，将式（2）两次求反后得到
Z=RYG+RY+RG+YG= (3)
根据式（3）可画出用与非门和反相器组成的逻辑电路，如图3-35所示。
使用4个74L20或CD4012，它们的功能是一样的，前者为TTL产品，后者是CMOS产品，但两种集成块的引脚是不同的，当然也可以使用其他类型的与非门。
按图3-35所示接线，输入端R\Y\G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3-9进行比较，验证所设计的逻辑电路是否符合要求。
如果要用“与或非”门实现，可利用卡诺图中的“0”进行合并，如图3-37所示。
由卡诺图得逻辑函数为
Z=RYG+RYG+RYG
Z=RYG+RYG+RYG
【
根据上两式画出的逻辑电路如图3-38所示。
由图可以看出，本题利用卡诺图合并“0”的方法得出的逻辑函数更为简洁。
图3-37 卡诺图图3-38 逻辑电路
三、实验设备与器件
•+5V直流电源。
•逻辑电平开关。
•逻辑电平显示器。
•数字万用表。
•CD4011/74LS00*2、CD4012/74LS20*4、CD4081/74LS08、74LS54/CD4085*2、CD4011/74LS02、74LS04
四、实验内容与步骤
①利用通用集成块实现例题的红、黄、绿灯监控电路，并进行检验。
②设计一个用与非门组成的“四人表决”电路，要求为：当4个输入端中有3个及以上“1”时，输出端才为“1”。
要求按本文所述的设计步骤进行，知道测试电路逻辑功能复合设计要求为止。
③设计一个一位全加器，要求用与或非门实现。
④设计一个对两个两位无符号的二进制数进行比较的电路；根据第一个数是否大于、等于、小于第二个数，使相应的3个输出端中的一个输出为“1”，要求用与门、与非门及或非门实现。
》
红、黄、绿灯监控电路四人表决电路
五、实验结果及分析实验测得的设计的逻辑电路所测出来的真值表与实验原理里的真值表相同，所以实验设计非常成功和合理；。