实验一 组合逻辑电路设计
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。
2.2.2数字实验一门电路逻辑功能测试及组合逻辑设计
三、实验内容
4、设计全减器
表4-1-4 全减器真值表
输出逻辑函数式
S A B Ci Ci1 (B Ci ) ABCi
数字实验一：门电路逻辑功能测试及组合逻辑电路设计
三、实验内容
4、设计全减器
Ci
1
74LS86
B
2 =1 3
4
5 =1 6
S
A
74LS04 1
& 1
22
1 & 4
& 5
3 74LS00
四输入二与非门74LS20
图4-1-5 三人表决器电路图
数字实验一：门电路逻辑功能测试及组合逻辑电路设计
三、实验内容
3、设计三人表决电路
表4-1-3 三人表决器真值表
A
& 1
2
74LS00
3
74LS20 1
B
6
& & 4
62
5
F 对照验证
C
& 9
84
10
图4-1-5 三人表决器电路图
数字实验一：门电路逻辑功能测试及组合逻辑电路设计
数字实验一：门电路逻辑功能测试及组合逻辑电路设计
三、实验内容
2、设计全加器
A B
1
2 =1 3
74LS86 4
5 =1 6
Ci
1
S
3
2& 1
& 4
62
5
1 3 Ci+1
74LS32
74LS08
图4-1-4 全加器电路图
二输入四异或门74LS86 二输入四与门74LS08 二输入四或门74LS32
数字实验一：门电路逻辑功能测试及组合逻辑电路设计
组合逻辑电路设计实验报告
一、实验目的1. 理解组合逻辑电路的基本原理和组成。
2. 掌握组合逻辑电路的设计方法，包括逻辑表达式的推导和门电路的选择。
3. 学习使用逻辑门电路实现基本的逻辑功能，如与、或、非、异或等。
4. 通过实验验证组合逻辑电路的设计和功能。
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，而与电路的历史状态无关。
常见的组合逻辑电路包括逻辑门、编码器、译码器、多路选择器等。
三、实验设备1. 74LS系列逻辑门芯片（如74LS00、74LS02、74LS04、74LS08等）2. 逻辑电平显示器3. 逻辑电路开关4. 连接线四、实验内容1. 半加器设计（1）设计要求：实现两个一位二进制数相加，不考虑进位。
（2）设计步骤：a. 根据真值表，推导出半加器的逻辑表达式：S = A ⊕ B，C = A ∧ B。
b. 选择合适的逻辑门实现半加器电路。
c. 通过实验验证半加器的功能。
2. 全加器设计（1）设计要求：实现两个一位二进制数相加，考虑进位。
（2）设计步骤：a. 根据真值表，推导出全加器的逻辑表达式：S = A ⊕ B ⊕ Cin，Cout = (A ∧ B) ∨ (B ∧ Cin) ∨ (A ∧ Cin)。
b. 选择合适的逻辑门实现全加器电路。
c. 通过实验验证全加器的功能。
3. 译码器设计（1）设计要求：将二进制编码转换为相应的输出。
（2）设计步骤：a. 选择合适的译码器芯片（如74LS42）。
b. 根据输入编码和输出要求，连接译码器电路。
c. 通过实验验证译码器的功能。
4. 多路选择器设计（1）设计要求：从多个输入中选择一个输出。
（2）设计步骤：a. 选择合适的多路选择器芯片（如74LS157）。
b. 根据输入选择信号和输出要求，连接多路选择器电路。
c. 通过实验验证多路选择器的功能。
五、实验结果与分析1. 半加器实验结果通过实验验证，设计的半加器电路能够实现两个一位二进制数相加，不考虑进位的功能。
实验一组合逻辑电路设计
实验一组合逻辑电路设计（含门电路功能测试）一、实验目的1.掌握常用门电路的逻辑功能2.掌握小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法3.掌握组合逻辑电路的功能测试方法二、实验设备与器材数字电路试验箱双踪示波器稳压电源数字多用表74LS20 二4输入与非门74LS00 四2输入与非门74LS10 三3输入与非门三、实验原理TTL集成逻辑电路种类繁多，使用时应对选用的器件做简单逻辑功能检查，保证实验的顺利进行。
测试门电路逻辑功能有静态测试和动态测试两种方法。
静态测试时，门电路输入端加固定的高（H）、低电平，用示波器、万用表、或发光二极管（LED）测出门电路的输出响应。
动态测试时，门电路的输入端加脉冲信号，用示波器观测输入波形与输出波形的同步关系。
下面以74LS00为例，简述集成逻辑门功能测试的方法。
74LS00为四输入2与非门，电路图如3-1所示。
74LS00是将四个二输入与非门封装在一个集成电路芯片中，共有14条外引线。
使用时必须保证在第14脚上加+5V电压，第7脚与底线接好。
整个测试过程包括静态、动态和主要参数测试三部分。
表3-1 74LS00与非门真值表1.门电路的静态逻辑功能测试静态逻辑功能测试用来检查门电路的真值表，确认门电路的逻辑功能正确与否。
实验时，可将74LS00中的一个与非门的输入端A、B分别作为输入逻辑变量，加高、低电平，观测输出电平是否符合74LS00的真值表（表3-1）描述功能。
测试电路如图3-2所示。
试验中A、B输入高、低电平，由数字电路实验箱中逻辑电平产生电路产生，输入F可直接插至逻辑电平只是电路的某一路进行显示。
仿真示意2.门电路的动态逻辑功能测试动态测试用于数字系统运行中逻辑功能的检查，测试时，电路输入串行数字信号，用示波器比较输入与输出信号波形，以此来确定电路的功能。
实验时，与非门输入端A加一频率为1kHz 的脉冲信号Vi，如图3-3所示，另一端加上开关信号，观测F输出波形是否符合功能要求。
实验一 组合逻辑电路分析与设计
实验一逻辑电路的设计与分析一．实验目的：1.基本熟悉数字电路实验箱和示波器的使用2.掌握逻辑电路的设计方法，并且掌握推导逻辑表达式的方法3.会根据逻辑表达式来设计电路二．实验仪器及器件：1.数字电路实验箱，示波器2.器件：74LS00（简化后，无需使用，见后面）74LS86（异或门），74LS197三．实验内容：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（格雷码）。
四．实验步骤：步骤一：用逻辑开关模拟二进制代码输入，并把输出接LED灯并检查电路，看电路是否正常工作步骤二：用74LS197计数器构成四位计数器，即十六进制计数器作为输入信号源。
首先74LS197的CP0接连续脉冲作为时钟输入，然后Q0与CP1连接，再将MR,PL接地，那么Q3，Q2，Q1，Q0就是计数器的输出。
将Q3，Q2，Q1，Q0分别接LED灯，看是否工作正常。
注：接完后，MR,PL要接回高电压或不接任何东西即拨开，重新打开电源，才能启动计数器步骤三：计数器正常后，将Q3直接作为输出G3，将Q3和Q2接74LS86（异或门）的输入端，则输出端即为G2，将Q2和Q1接74LS86（异或门）的输入端，则输出端即为G1，将Q1和Q0接74LS86（异或门）的输入端，则输出端即为G0，将G3，G2，G1，G0，Q3，Q2，Q1，Q0，CP0接入示波器的通道接口，进行数据观察注：当接入示波器的通道接口时，要将连续脉冲调至10KHz的方波步骤四：用示波器观察并记录G3，G2，G1，G0，Q3，Q2，Q1，Q0，CP0的波形。
注：注意电压波形图之间的相位关系五．实验报告1.逻辑电路设计过程（1）根据给定的输入4位8421码和输出4位循环码的因果关系列出真值表（2）由真值表画出卡诺图并写出逻辑表达式且对其进行化简变换 3G33Q G =∴8421码表 循环码表 Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 G 3 G 2 G 1 G 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 111112G2323232Q Q Q Q Q Q G ⊕=+=∴1G1212121Q Q Q Q Q Q G ⊕=+=∴0G0101010Q Q Q Q Q Q G ⊕=+=∴（3）根据逻辑表达式画出逻辑图，测试逻辑功能2.用Proteus软件画出电路图并仿真电路功能（1）（2）仿真效果与功能如图为逻辑电路输入3210,,,Q Q Q Q 波形图如图为逻辑电路输出3210,,,G G G G 波形图2.按实验内容描述在实验箱上完成实验的过程，分析实验中出现的问题，记录并打印出波形，并分析波形与电路功能的关系记录波形：注：上方按由上至下顺序为输出3210,,,G G G G 波形，下方按由上至下顺序为输入1230,,,Q Q Q Q 波形实验过程出现的问题：在连接示波器的通道时没有按照顺序来连入，导致示波器上图像并没有按照由上至下的顺序显示。
实验一组合逻辑电路的设计
实验一组合逻辑电路的设计组合逻辑电路是一种电子电路，由逻辑门组成，用于执行特定的逻辑功能。
在本实验中，我们将设计一个基本的组合逻辑电路以及一些常见的组合逻辑电路，包括加法器、减法器、比较器等。
首先，我们将设计一个基本的组合逻辑电路，该电路由两个输入和一个输出组成。
输入可以是0或1，输出将依据输入的值进行逻辑运算得出。
在这个基本电路中，我们将使用两个逻辑门：与门和或门。
与门的真值表如下：输入1输入2输出000010100111与门的布尔表达式是：输出=输入1AND输入2或门的真值表如下：输入1输入2输出000011101111或门的布尔表达式是：输出=输入1OR输入2基于以上真值表和布尔表达式，我们可以通过逻辑门的连接来设计一个基本的组合逻辑电路。
具体设计步骤如下：1.首先，将两个输入引线分别连接到与门和或门的输入端。
这将确保输入的值能够传递到逻辑门中。
2.将与门和或门的输出引线连接到一个输出引线上，以便能够输出最终的逻辑结果。
3.最后，将逻辑门的电源连接到电路的电源上，以确保逻辑门能正常工作。
通过以上步骤，我们就完成了一个基本的组合逻辑电路的设计。
这个电路可以根据输入产生不同的输出，实现不同的逻辑功能。
除了基本的组合逻辑电路，我们还可以设计一些常见的组合逻辑电路，如加法器、减法器和比较器。
加法器是用来执行数字加法的组合逻辑电路。
在一个二进制加法器中，输入是两个二进制数和一个进位位，输出是一个和输出和一个进位位。
加法器的设计可以通过级联多个全加器来实现。
减法器是用来执行数字减法的组合逻辑电路。
在一个二进制减法器中，输入是两个二进制数和一个借位位，输出是一个差输出和一个借位位。
减法器的设计可以通过级联多个全减法器来实现。
比较器是用来比较两个数字的大小的组合逻辑电路。
比较器的输出取决于输入的大小关系。
如果两个输入相等，则输出为0。
如果第一个输入大于第二个输入，则输出为1、如果第一个输入小于第二个输入，则输出为-1、比较器的设计可以通过使用逻辑门和触发器来实现。
实验一组合逻辑电路的设计与测试
实验一组合逻辑电路的设计与测试一、实验目的实验一旨在通过设计和测试一组合逻辑电路，加深对组合逻辑电路的理解和运用。
二、实验器材1.FPGA（现场可编程门阵列）开发板2. 逻辑电路设计软件（如Quartus II）3.逻辑分析仪4.DIP开关5.LED灯三、实验内容1.设计一个4位二进制加法器电路，并实现其功能。
2.使用逻辑电路设计软件进行电路设计。
4.使用逻辑分析仪对电路进行测试，验证其功能和正确性。
四、实验步骤1.根据4位二进制加法器的电路原理图，使用逻辑电路设计软件进行电路设计。
将输入的两个4位二进制数与进位输入进行逻辑运算，得到输出的4位二进制和结果和进位输出。
2.在设计过程中，需要使用逻辑门（如与门、或门、异或门等）来实现电路的功能。
3.在设计完成后，将电路编译，并生成逻辑网表文件。
5.连接DIP开关到FPGA开发板上的输入端口，通过设置DIP开关的状态来设置输入数据。
6.连接LED灯到FPGA开发板上的输出端口，通过LED灯的亮灭来观察输出结果。
7.使用逻辑分析仪对输入数据和输出结果进行测试，验证电路的功能和正确性。
五、实验结果1.在设计完成后，通过DIP开关的设置，输入不同的4位二进制数和进位，观察LED灯输出的结果，验证电路的正确性。
2.使用逻辑分析仪对输入和输出进行测试，检查电路的逻辑运算是否正确。
六、实验总结通过本实验，我们学习了组合逻辑电路的设计和测试方法。
从设计到测试的过程中，我们深入了解了组合逻辑电路的原理和运作方式。
通过观察和测试，我们可以验证电路的正确性和功能是否符合设计要求。
此外，我们还学会了使用逻辑分析仪等工具对电路进行测试和分析，从而提高了我们的实验能力和理论应用能力。
通过这次实验，我们对组合逻辑电路有了更深入的了解，为将来在数字电路设计和工程实践中打下了基础。
实验一 组合逻辑电路设计
三.实验任务
1对74LS00,74LS20逻辑门进行功能测试。静态测试列出真值表，动态测试画出波形图，并说明测试的门电路功能是否正常。
2分析测试1.7中各个电路逻辑功能并根据测试结果写出它们的逻辑表达式。
3设计控制楼梯电灯的开关控制器。设楼上，楼下各装一个开关，要求两个开关均可以控制楼梯电灯。
4某公司设计一个邮件优先级区分器。该公司收到有A,B,C，三类邮件，A,类的优先级最高，B类次之，C类最低。邮件到达时，其对应的指示灯亮起，提醒工作人员及时处理。当不同类的邮件同时到达时，对优先级最高的邮件先做处理，其对应的指示灯亮，优先级低的暂不理会。按组合逻辑电路的一般设计步骤设计电路完成此功能，输入输出高低电平代表邮件到达。输出端驱动发光二极管指示。
3)分析实验数据，改进电路。
电路如图8所示：
图8
实验结果：可以达到实验目的，实现邮件优先级区分的功能。
电路如图1：
图1
真值表1.1：
A
B
C
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
表1.1
实验问题：与非门的引脚要连接正确，注意接地线及直流电源
实验结果：由二极管的发光情况可判断出74LS00实现二输入与非门的功能
（2）71LS00的动态逻辑功能测试
实验器材：函数发生器，示波器 ，74LS00，与非门，开关，直流电压源
实验目的：测试74LS00与非门的逻辑功能
（2）逻辑图b
实验目的：测定逻辑图b的电路功能
实验器材：直流电压源，开关，74LS00与非门
实验内容：根据电路逻辑图画出电路图，由测试结果写出逻辑表达式
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实验一组合逻辑电路设计（含门电路功能测试）
一．实验目的
1掌握常用门电路的逻辑功能。
2掌握用小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法。
3掌握组合逻辑电路的功能测试方法。
二．实验设备与器材
数字电路实验箱一个
双踪示波器一部
稳压电源一部
数字多用表一个
74LS20二4输入与非门一片
实验目的：设计控制楼梯电灯开关的控制器。亮开关A,B,可独立控制电灯，1代表开关闭合，2代表开关打开。
实验器材：直流电源，74LS00开关，电灯
实验内容：分析真值表，写出逻辑关系式，得到ＡＢ是异或的关系，据此设计出电路图，连接好图，并进行调试，开关控制高低电平，改变输入，记录实验数据进行分析；并改进电路图，再次调试，达到要求的逻辑功能。
（2）逻辑图b
实验目的：测定逻辑图b的电路功能
实验器材：直流电压源，开关，74LS00与非门
实验内容：根据电路逻辑图画出电Байду номын сангаас图，由测试结果写出逻辑表达式
电路如图6
图6
真值表
A
B
C
F
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
表1.3
实验结果：所得表达式为F=AC+AB+BC
实验三:设计控制楼梯电灯的开关控制器。设楼上，楼下各装一个开关，要求两开关可控制楼梯电灯。
3)分析实验数据，改进电路。
电路如图8所示：
图8
实验结果：可以达到实验目的，实现邮件优先级区分的功能。
实验器材：直流电源，开关，74LS05非门，74LS08或门
实验原理：A的优先级最高，B类次之，C类最低。故优先级高的控制优先级低的。所以A控制B和C.B控制C
实验内容：接好电路图
1）依次调节各邮件分类到达时的情况，观察指示灯的情况，记录数据。
2）设计两种邮件和三种邮件同时到达的情况，观察指示灯的情况，记录数据
电路如图1：
图1
真值表1.1：
A
B
C
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
表1.1
实验问题：与非门的引脚要连接正确，注意接地线及直流电源
实验结果：由二极管的发光情况可判断出74LS00实现二输入与非门的功能
（2）71LS00的动态逻辑功能测试
实验器材：函数发生器，示波器 ，74LS00，与非门，开关，直流电压源
实验目的：测试74LS00与非门的逻辑功能
实验二：分析测试1.7中个电路的逻辑功能，并根据测试结果写出它们的逻辑表达式
（1）逻辑图a
实验目的：测定逻辑图a的电路功能
实验器材：直流电压源，开关，74LS00与非门
实验内容：根据电路逻辑图画出电路图，由测试结果写出逻辑表达式
电路如图4
图5
真值表
A
B
F
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
表1.2
实验结果：所得逻辑表达式为：F=AB
74LS00四2输入与非门一片
74LS10三3输入与非门一片
三.实验任务
1对74LS00,74LS20逻辑门进行功能测试。静态测试列出真值表，动态测试画出波形图，并说明测试的门电路功能是否正常。
2分析测试1.7中各个电路逻辑功能并根据测试结果写出它们的逻辑表达式。
3设计控制楼梯电灯的开关控制器。设楼上，楼下各装一个开关，要求两个开关均可以控制楼梯电灯。
实验一：
（1）74LS00的静态逻辑功能测试
实验器材：直流电压源，电阻，发光二极管，74LS00，与非门，开关，三极管
实验目的：静态逻辑功能测试用来检查门电路的真值表，确认门电路的逻辑功能正确与否
实验过程：将74LS00中的一个与非门的输入端A,B分别作为输入逻辑变量，加高低电平，观测输出电平是否符合真值表描述功能。
4某公司设计一个邮件优先级区分器。该公司收到有A,B,C，三类邮件，A,类的优先级最高，B类次之，C类最低。邮件到达时，其对应的指示灯亮起，提醒工作人员及时处理。当不同类的邮件同时到达时，对优先级最高的邮件先做处理，其对应的指示灯亮，优先级低的暂不理会。按组合逻辑电路的一般设计步骤设计电路完成此功能，输入输出高低电平代表邮件到达。输出端驱动发光二极管指示。
实验内容：动态测试适合用于数字系统中逻辑功能的检查，测试时，电路输入串行数字信号，用示波器比较输入与输出信号波形，以此来确定电路的功能。实验时，与非门输入端A加以频率为1KHz的脉冲信号波形，另一端加上开关信号，观测F输出波形是否符合功能要求。
电路如图2：
图2
波形如图3
图3
实验结果：输出波形与输入波形同为方波；且输出高低电平与输入恰好相反，故可得74LS00实现与非门的功能
电路如图7：
图7
真值表：
A
B
F
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
实验结果：逻辑表达式为F=A'B+AB'
图所示电路可满足题设要求，达到A,B均可独立控制的作用
实验四：优先级区分器
实验目的：某公司设计一个邮件优先级区分器。该公司收到有A,B,C，三类邮件，A,类的优先级最高，B类次之，C类最低。邮件到达时，其对应的指示灯亮起，提醒工作人员及时处理。当不同类的邮件同时到达时，对优先级最高的邮件先做处理，其对应的指示灯亮，优先级低的暂不理会。按组合逻辑电路的一般设计步骤设计电路完成此功能，输入输出高低电平代表邮件到达。输出端驱动发光二极管指示。