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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。
组合逻辑电路和时序逻辑电路。
组合逻辑电路和时序逻辑电路。
组合逻辑电路是一种基本的数字电路，它采用各种逻辑门和电子元件，将输入信号转换成输出信号。
与之不同的是，时序逻辑电路是一种具有时序和存储能力的数字电路，它可以记忆之前的状态并将其用于决策。
下面我们将从以下几个方面入手，分别探讨组合逻辑电路和时序逻辑电路。
1. 组合逻辑电路组合逻辑电路通常由以下基本门电路构成：与门、或门、非门、异或门等。
这些门电路可以组成各种条理分明的电路逻辑，如加法器、减法器、多路选择器、多输出逻辑功能等。
组合逻辑电路主要应用在组合逻辑相关电路的设计中，如编码器、解码器等。
2. 时序逻辑电路时序逻辑电路是一种带有存储元件的数字电路，可在一定时间间隔足够长的情况下，自行储存当前状态并决策下一状态。
时序逻辑电路通常需要用到触发器、计数器等元件，可以实现循环、计数、分频等功能。
时序逻辑电路常应用于计算机、嵌入式系统、通信系统等领域。
3. 组合逻辑电路和时序逻辑电路的联系组合逻辑电路和时序逻辑电路结合在一起，可以构成高级电路系统，实现各种复杂功能。
例如，组合电路可以用于控制输入信号的条件，并动态的改变输出信号。
时序电路可以用于储存过程中产生的信号，而组合电路则将其用于进一步计算。
4. 组合逻辑电路和时序逻辑电路的应用组合逻辑电路和时序逻辑电路广泛应用于各种数字电路系统，为现代电子技术的发展做出了重要贡献。
它们常应用于计算机领域，如中央处理器（CPU）、存储器和逻辑集成电路等；还常应用于通信系统、嵌入式系统以及各种控制电路等。
总而言之，组合逻辑电路和时序逻辑电路是数字电路的重要组成部分，它们分别代表了两种不同的设计思想和电路方法。
它们的相互配合和应用，可以实现各种复杂电路系统，进一步推动数字电子技术的发展。
数电逻辑门电路实验报告doc
数电逻辑门电路实验报告篇一：组合逻辑电路实验报告课程名称：数字电子技术基础实验指导老师：樊伟敏实验名称：组合逻辑电路实验实验类型：设计类同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）五、实验数据记录和处理七、讨论、心得一．实验目的1.加深理解全加器和奇偶位判断电路等典型组合逻辑电路的工作原理。
2.熟悉74LS00、74LS11、74LS55等基本门电路的功能及其引脚。
3.掌握组合集成电路元件的功能检查方法。
4.掌握组合逻辑电路的功能测试方法及组合逻辑电路的设计方法。
二、主要仪器设备74LS00（与非门） 74LS55（与或非门） 74LS11（与门）导线电源数电综合实验箱三、实验内容和原理及结果四、操作方法和实验步骤六、实验结果与分析（必填）实验报告(一)一位全加器1.1 实验原理：全加器实现一位二进制数的加法，输入有被加数、加数和来自相邻低位的进位；输出有全加和与向高位的进位。
1.2 实验内容：用 74LS00与非门和 74LS55 与或非门设计一个一位全加器电路，并进行功能测试。
1.3 设计过程：首先列出真值表，画卡诺图，然后写出全加器的逻辑函数，函数如下： Si = Ai ?Bi?Ci-1 ；Ci = Ai Bi +(Ai?Bi)C i-1异或门可通过Ai ?Bi?AB?AB,即一个与非门；（74LS00），一个与或非门（74LS55）来实现。
Ci = Ai Bi +(Ai?Bi)C再取非，即一个非门（i-1?Ai Bi +(Ai?Bi)Ci-1，通过一个与或非门Ai Bi +(Ai?Bi)Ci-1，用与非门）实现。
1.4 仿真与实验电路图：仿真与实验电路图如图 1 所示。
图11实验名称：组合逻辑实验姓名：学号：1.5 实验数据记录以及实验结果全加器实验测试结果满足全加器的功能，真值表：(二)奇偶位判断器2.1 实验原理：数码奇偶位判断电路是用来判别一组代码中含 1 的位数是奇数还是偶数的一种组合电路。
04 第四章 组合逻辑电路 (pp58)PPT课件
a
a
1
2
组合逻辑
yy12
an
电路
ym
逻辑函数
y1 f1(a1a2 an ) y2 f2 (a1a2 an ) ym fm (a1a2 an )
4.2 组合逻辑电路的分析和设计
逻辑电路
分析 设计
逻辑功能
分析：逻辑图转换为逻辑式 设计：从功能需求出发，得到逻辑电路
4.2 组合逻辑电路的分析和设计
利用无关项（约束项）化简得到的逻辑表达式：
Y2 I4 I5 I6 I7 Y1 I2 I3 I6 I7 Y0 I1 I3 I5 I7
8线-3线优先编码器
➢ 任何时刻，允许多个输入端为高电平； ➢ 多个信号同时输入时，只输出优先级最高的信号的编码
输
入
输出
设I7优先权最高…I0优先权最低
SS1S2S3
编
码 输
Yi(Smi)
出 端
✓ mi 为A0A1A2 的最小项
编
✓ 74HC138也被称为最
码
小项译码器
输
入
端
用两片3线-8线译码器接成4线-16线译码器
问题：两片3线-8线译码器有6个代码输入端，6个 片选控制端，怎样实现4个代码输入端？
？
代 码 输 入 端
第1片工作时，第2片禁止：第1片输出8种电平组合 第2片工作时，第1片禁止：第2片输出8种电平组合
，有独立的数据输入和输出端 数
，有独立的附加控制端。
据
输
每个数据选择器，通过给定的 入
不同地址代码，即可从4个输 端
入数据中，选出一个
数据选择器：从一组输入数据中选出一个来
000000 10110
000000 01111
组合逻辑电路
第五章组合逻辑电路辅导教师：陈遇春 2003/5/9第一节、组合逻辑电路的特点1、逻辑电路的输出只与当时输入的逻辑值有关，与输入的历史情况无关。
2、组合逻辑电路没有记忆功能，在其电路中没有反馈构成的环路。
第二节、组合逻辑电路的分析分析组合逻辑电路的步骤：1、在电路中给每个门输出端标以符号。
2、写出每个门输出的逻辑表达式。
3、迭代各输出逻辑表达式，并化简（仅是电路输入变量的函数）。
4、写出真值表。
例：(P129)5.2.1题逻辑电路解：1）、给各门输出端表出符号（见上图）。
2）、写出各门输出逻辑表达式。
+⋅=B=CA=CD+BFAD3）、迭代各逻辑表达式，并简化。
=⋅+=++⋅⋅+)()(+()+=)(=BABA=ABABBBBCF+ABABAA4。
第三节设计电路的过程恰好与分析电路的过程相反。
1、给定逻辑功能的真值表2、例出逻辑表达式，用代数法或卡诺图法化简。
3、根椐化简的逻辑表达式画出逻辑图。
例：（P130）5.3.1题设计一个多数表决电路。
电路输入三个表决者，表决者有二个或三个为1时，输出F为1，其余为0。
解：2）、列出逻辑表达式，用代数式或卡诺图化简。
代数化简法：ABAC BC )C B A(C BC C AB AC BC )B A C(B B A BC ++=++=++=++=++=+++=C AB C AB C ABC C AB C B A BC A F 卡诺图化简法：F=AC+AB+BC 4）、逻辑表达式是表示与或的电路功能。
第四节组合逻辑电路中的竟争和险象由于传输中门电路有延时现象，造成输出逻辑功能错误。
例：（P133）5.4.2题组合电路。
稳态时，0=+=++=A A A B A F ； B 处于0时，F=A 。
第五节常见的组合逻辑电路 一、编码器（4线-2线）I 0-I 3有效电位定为逻辑1电位（各个输入是相互排斥）；输出Y 0Y 1按二进制编码。
oet 是标志位:当I 0-I 3均匀为逻辑0输入无效，oet 为0，输出Y 0Y 1无效。
【全文】组合逻辑电路ppt
列出真值表
W A BD BC A BD BC X BC BD BCD BC BD BCD Y CD CD CD CD ZD
ABCD WXYZ ABCD WXYZ
0000 0001 0010 0011 0100
0011 0100 0101 0110 0111
0101 0110 0111 1000 1001
4、功能评述
1. 写出输出函数表达式
根据逻辑电路图写输出函数表达式时，一般从输入端开始 往输出端逐级推导，直至得到所有与输入变量相关的输出函数 表达式为止。
即：
输入
输出
2、 化简输出函数表达式 目得:① 简单、清晰地反映输入与输出之间得逻辑关系; ② 简化电路结构,获得最佳经济技术指标。
3、 列出输出函数真值表 真值表详尽地给出了输入、输出取值关系,能直观地
半加器已被加工成小规模集成电路, 其逻辑符号如右图所示。
思考:可用 何种芯片实现？
例3 分析下图所示组合逻辑电路,已知输入为8421码, 说明该电路功能。
解 写出该电路输出函数表达式
W A BD BC A BD BC X BC BD BCD BC BD BCD Y CD CD CD CD ZD
设:被加数、加数及来自低位得“进位”分别用变量Ai、Bi 及Ci-1表示,相加产生得“与”及“进位”用Si与Ci表示。
设:被加数、加数及来自低位得“进位”分别用变量Ai、Bi 及Ci-1表示,相加产生得“与”及“进位”用Si与Ci表示。
根据二进制加法运算法则可列出全加器得真值表如下表
所示。
Ai Bi Ci-1
1000 1001 1010 1011 1100
功能: 8421码转换成余3码！
4、3 组合逻辑电路设计
组合逻辑电路的表示方法
组合逻辑电路可以通过不同的表示方法来描述和设计，以下是几种常见的表示方法：
真值表（Truth Table）：真值表列出了所有输入组合及其对应的输出值。
每一行表示一个输入组合及其对应的输出值，可以清晰地展示逻辑电路的输入输出关系。
布尔表达式（Boolean Expression）：布尔表达式使用逻辑运算符和输入变量来描述逻辑电路的输出。
常见的逻辑运算符包括与（AND）、或（OR）、非（NOT）等。
布尔表达式可以直接描述逻辑电路的逻辑运算过程。
逻辑图（Logic Diagram）：逻辑图使用图形符号表示逻辑电路的输入、输出和逻辑运算关系。
常见的逻辑符号包括与门（AND gate）、或门（OR gate）、非门（NOT gate）等，通过将这些逻辑门按照输入输出连接方式进行组合，可以形成复杂的逻辑电路。
卡诺图（Karnaugh Map）：卡诺图是一种用于简化布尔表达式的图形工具。
它将逻辑电路的输入组合和输出值以方格的形式进行表示，通过对方格进行合并和消减，可以简化布尔表达式并优化逻辑电路的设计。
这些表示方法可以相互转换和结合使用，根据具体情况选择最适合的方法。
在设计和分析组合逻辑电路时，这些表示方法都能提供便利和直观的方式来理解和描述逻辑关系。
组合逻辑电路
组合逻辑电路1．写出图1 a 、b 所示电路的逻辑表达式，并化简。
(a)12 (b)图12．组合逻辑电路及输入波形(A 、B )如图2所示，试写出输出端的逻辑表达式并画出输出波形。
ABBLA图23．设有四种组合逻辑电路，它们的输入波形(A 、B 、C 、D )如图3所示，其对应的输出波形为W 、X 、Y 、Z ，试分别写出它们的简化逻辑表达式。
输出 A B C D W X Y Z输入图34．试分析图4所示逻辑电路的功能。
AB C图45．逻辑电路如图5所示，试分析其逻辑功能。
AL 1 L 2 L 3图56．试分析图6所示逻辑电路的功能。
AB C i S C o图67．试用2输入与非门设计一个3输入的组合逻辑电路。
当输入的二进制码小于3时，输出为0；输入大于等于3时，输出为1。
8．试设计一个4位的奇偶校验器，即当4位数中有奇数个1时输出为0，否则输出为1。
可以采用各种逻辑功能的门电路来实现。
9．试设计一个4输入、4输出逻辑电路。
当控制信号C =0时，输出状态与输入状态相反；C =1时，输出状态与输入状态相同。
可以采用各种逻辑功能的门电路来实现。
10．试设计一可逆的4位码转换电路。
当控制信号C =1时，它将8421码转换为格雷码；C =0时，它将格雷码转换为8421码。
可以采用任何门电路来实现。
11．某足球评委会由一位教练和三位球迷组成，对裁判员的判罚进行表决。
当满足以下条件时表示同意：有三人或三人以上同意，或者有两人同意，但其中一人是教练。
试用2输入与非门设计该表决电路。
12．某雷达站有三部雷达A 、B 、C ，其中A 和B 功率消耗相等，C 的功率是A 的两倍。
这些雷达由两台发电机X 和Y 供电，发电机X 的最大输出功率等于雷达A 的功率消耗，发电机Y 的最大输出功率是X 的3倍。
要求设计一个逻辑电路，能够根据各雷达的启动和关闭信号，以最节约电能的方式启、停发电机。
13．判断图13所示电路是否会产生竞争冒险。
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第五章 组合逻辑电路
内容提要
【熟悉】组合逻辑电路的特点(功能、结构)
【掌握】组合逻辑电路的一般分析方法和设计方法
【熟悉】常见的五种组合逻辑电路
【掌握】中规模集成组合逻辑电路的应用(扩展与实现组合逻辑函数)
【了解】组合逻辑电路中的竞争和险象
一． 一．网上导学
二． 二．本章小结
三． 三．典型例题
四． 四．习题答案
网上导学
一. 一. 组合逻辑电路的特点:p123
功能：输出仅取决于该时刻的输入而与电路原状态无关(无记忆功能)；
结构(无记忆元件,无反馈环路).
二. 二. 组合逻辑电路的一般分析方法(组合逻辑电路图→求解逻辑功能):
组合逻辑电路图→列出逻辑函数表达式(迭代法,由输入逐级向后推) →求标
准表达式或简化的表达式(转换或化简) →列出相应的真值表→判断电路功能。
例5.2.1(异或门) P124
分析图5.3.3逻辑电路
1. 1. 迭代法求输出逻辑表达式,如图：
图中,C=,D=AB,用迭代法求出电路输出逻辑表达式
F=
2.列出真值表(表5.2.1, P125)
分析真值表可知该电路是一个异或门
例2. 试分析下面电路
1.由上图可知 E=AB，D=AC，G=BC，迭代法得 F=E+D+G=AB+AC+BC
2. 列出相应的真值表
由真值表可以看出,该逻辑电路是一个三人多数表决电路。
三. 三. 组合逻辑电路的一般设计方法：
根据设计要求(要实现的逻辑功能)→画出逻辑电路图.
设计要求→列出真值表(确定输入、输出变量及它们的逻辑关系) →化简写出
简化的逻辑表达式(→或转换成逻辑器件所需的表达形式)→画出逻辑图。
例5.3.1(多数表决器) P125。
举例：设计一个一位加法器(半加器)电路.
1. 1. 该电路有两个输入An、Bn和二个输出Sn和 ,
根据二进制加法规律列出真值表
An Bn Sn
0 0 0 0
0 1 1 0
1 0 1 0
1 1 0 1
2. 2. 由真值表写出逻辑表达式(化简或转换,本题无)
Sn=, =An*Bn
3. 3. 画出逻辑图
四.组合逻辑电路中的竞争和险象：P126~P129
竞争：因门电路的传输时延而造成多路信号由于经过不同路径产生的时差现
象；险象：由竞争产生的错误输出；检查(产生条件：输入存在互补变化；消除：
添加冗余项.
竞争(B=0)
*消除方法：参考例5.4.3(P128)
四. 四. 常见的五种组合逻辑电路：p129-p141
着重于其功能和输出与输入的对应逻辑关系.
1. 1. 编码：将输入信号转换成对应的数码信号；
编码器：互斥输入，方块图、逻辑图P130
功能表见表5.5.1(P129)
优先编码，方块图、逻辑图 、功能表P131；
2.
2. 译码：将输入的码组翻译变换成对应的输出信号,是编码的逆过
程；
译码器：二进制译码器, 方块图、逻辑图；
功能表见表5.5.3(P133)
数字显示译码器：
功能表见表5.5.5(P133)
七段显示十进制数字
十进制数字显示p133；十进制数码显示
3.多路选择器：又叫数据选择器,在地址输入端的控制下从多路数据输入中选择
一个送到公共输出端.方块图,逻辑图,功能表P134；
由功能表可以写出其输出表达式：
Y=
4选1多路选择器两种电路
4.数值比较器：比较两个二进制数的大小。P135-137
一位二进制数比较器
二位二进制数值比较器
4. 4. 加法器：实现二进制数加法运算
全加器,逐位进位加法器,超前加法器。P137-141
半加器,
全加器逻辑图, (全加器真值表见表5.5.8 P138)
逐位进位加法器 (电路简单,连接方便,但运算速度慢)
,超前进位形成电路 (运算速度快,但电路复杂)
三位二进制超前进位加法器
五.
五. 中规模集成组合逻辑电路及应用：应用着重于扩展(分级扩展和级联
扩展)和实现组合逻辑函数(重点多路选择器和译码器)。
1.
1. 中规模集成译码器74139：2线-4线译码器,功能表、逻辑图
P142
74154 ：4线-16线译码器,功能表、逻辑图, P142-143
分级扩展：图5.6.3,利用允许端用一片74139和四片74154扩展为6线-64线译
码器, P145
级联扩展(补充)：用二片74139实现3线-8线译码器,参考典型例题；
2. 2. 中规模集成多路选择器74153：双4选1,功能表 P144；
分级扩展：图5.6.5,用五片74153扩展为双16选1, P147；
级联扩展(补充)：用74153实现8选1,参考典型例题；
实现组合逻辑函数：例5.6.1,用8选1和4选1实现三变量函数p145-147,
用8选1；用4选1〔注：本书利用对比真值表的方法欠简单明嘹,可用多路选择
器的输出表达式和逻辑函数表达式对比的方法, 参考典型例题〕；
解：由表5.6.4得 F’=∑m(2,3,5,6)=,与多路选择器比较：