实验七 门电路和组合逻辑电路的设计
《组合逻辑电路》教案
《组合逻辑电路》教案一、教学目标1. 理解组合逻辑电路的基本概念和原理。
2. 掌握组合逻辑电路的分析和设计方法。
3. 能够运用组合逻辑电路解决实际问题。
二、教学内容1. 组合逻辑电路的基本概念：什么是组合逻辑电路，组合逻辑电路的特点。
2. 组合逻辑电路的原理：组合逻辑电路的构成，组合逻辑电路的工作原理。
3. 组合逻辑电路的分析方法：组合逻辑电路的分析步骤，如何判断组合逻辑电路的功能。
4. 组合逻辑电路的设计方法：组合逻辑电路的设计步骤，如何选择适当的逻辑门实现组合逻辑电路。
5. 组合逻辑电路的应用：组合逻辑电路在实际中的应用案例，如何利用组合逻辑电路解决问题。
三、教学方法1. 讲授法：讲解组合逻辑电路的基本概念、原理和分析方法。
2. 案例分析法：分析组合逻辑电路的实际应用案例，让学生更好地理解组合逻辑电路的应用。
3. 实践操作法：让学生通过实际操作，设计组合逻辑电路，提高学生的实际动手能力。
四、教学准备1. 教学PPT：制作组合逻辑电路的教学PPT，用于辅助讲解和展示。
2. 教学案例：准备一些组合逻辑电路的实际应用案例，用于分析。
3. 实验器材：准备一些逻辑门电路元件，让学生进行实践操作。
五、教学过程1. 导入：通过简单的逻辑门电路实例，引入组合逻辑电路的概念。
2. 讲解：讲解组合逻辑电路的基本概念、原理和分析方法。
3. 分析：分析一些组合逻辑电路的实际应用案例，让学生理解组合逻辑电路的应用。
4. 设计：让学生分组设计一些组合逻辑电路，并进行展示和讲解。
5. 总结：总结本节课的重点内容，布置课后作业。
六、教学评估1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对组合逻辑电路基本概念的理解程度。
3. 设计作业：评估学生设计的组合逻辑电路方案，检查其分析和实现能力。
七、教学难点与解决策略1. 组合逻辑电路的复杂性：通过实例分析和简化方法，帮助学生理解复杂的组合逻辑电路。
2. 设计方法的灵活运用：引导学生运用创造性思维，灵活运用设计方法。
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。
组合逻辑电路
7.2 常用组合逻辑电路
由式（7.2.11）可写出功能表，如表7.2.10 所示。
7.2 常用组合逻辑电路
由功能表可以看出：当使能 端 =1时，不论其他输入端的 状态如何，都不会有输出，F=0； 只有当 =0时，输出数据才决定 于地址输入A1A0的不同组合。数 据选择器相当于一个被地址码控 制的4选1多路开关。
7.2 常用组合逻辑电路
7.2 常用组合逻辑电路
7.2.5 数据选择器
1
数据选择器的功能与电路
数据选择器（multiplexer，MUX）又称多路开关或多路选 择器，它根据地址选择信号，从多路输入数据中选择一路送至输 出端，其作用与图7.2.25所示的单刀多掷开关相似。
7.2 常用组合逻辑电路
7.2 常用组合逻辑电路
7.2 常用组合逻辑电路
7.2 常用组合逻辑电路
7.2 常用组合逻辑电路
7.2.2 译码器
1
二进制编码器
将二进制代码的各种状态按照其原来的含义翻译过来，称为 二进制译码器。例如，二进制代码001可能代表数码管的一字形 灯丝，也可能代表1号机组等。
例7.2.4 试用译码器和门电路实现下列逻辑函数。 F=AB+BC+AC
7.2 常用组合逻辑电路
2
二—十进制编码器
用四位二进制代码来表示一 位十进制数字0、1、2、…、9，
BCD
方案很多，最常用的是8421码。 例如，对十进制数字9进行编
码时，数码盘拨到数字9，输入端 9=1，其余输入端均为0。这时输 出端D=1，C=0，B=0，A=1， 即DCBA=1001，也就是将十进 制数字9 1001。其他编码原理类同。
数电实验实验报告三组合逻辑电路设计
实验报告实验课程名称数字电子技术实验实验项目名称组合逻辑电路设计专业、班级电子信息类四班实验日期2020-05-25 姓名、学号同组人教师签名成绩实验报告包含以下7项内容：一、实验目的二、实验基本原理三、主要仪器及设备四、操作方法和实验步骤五、实验原始数据记录六、数据处理过程及结果、结论七、问题和讨论一、实验目的掌握组合逻辑电路的设计方法、设计步骤。
二、实验基本原理门电路的逻辑功能三、实验设备及器件1、直流稳压电源、信号源、示波器、万用表、面包板2、器件：74LS00 四2输入与非门，74LS86 四2输入异或门74LS10 3输入与非门，74LS153 双4选1数据选择器图4-1 74LS10内部结构及引脚排列四、操作方法和实验步骤组合逻辑电路设计的步骤大致如下：（1）根据已知条件要求列出逻辑状态表（2）写出逻辑表达式（3）运用逻辑代数化简或变换（4）画出逻辑电路图1、用74LS00（2输入与非门）、74LS10（3输入与非门）设计并实现三人表决电路。
功能：多数人（2人及以上）同意就通过（输出Y=1），少数人同意就不通过。
（1）列出逻辑状态表。
表3-1 三人表决器逻辑状态表输入输出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（2Y=A’BC+AB’C+ABC’+ABC =AC+AB+BC（3）将逻辑表达式转换为需要的形式。
转化为与非表达式：取两次反。
即Y=AB+AC+BC=((AB)’(AC)’(BC)’)’（4）画出电路图。
（5）按电路图接线，验证状态表思考题1：如果只使用74LS00（2输入与非门）如何实现三人表决电路？给出电路接线图并验证。
2、使用74LS86异或门、74LS00与非门，设计一个四位奇偶校验器。
功能：当A、B、C、D四位数中有奇数个1时输出Y1为1，否则Y1输出为0（奇校验）；如果四位输入有偶数个1时，Y2输出为1（偶校验）。
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、实验目的一、把握组合逻辑电路的设计方式及功能测试方式。
二、熟悉组合电路的特点。
二、实验原理一、利用中、小规模集成电路来设计组合电路是最多见的逻辑电路。
设计组合电路的一样步骤如图2－1所示。
图2－1 组合逻辑电路设计流程图依照设计任务的要求成立输入、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。
依照简化后的逻辑表达式，画出逻辑图，用标准器件组成逻辑电路。
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：依照题意列出真值表如表2－1所示，再填入卡诺图表2－2中。
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 ⋅⋅⋅依照逻辑表达式画出用“与非门”组成的逻辑电路如图2－2所示。
图2－2 表决电路逻辑图用实验验证该逻辑功能在实验装置适当位置选定三个14P 插座，依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不是符合要求。
三、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、 直流数字电压表五、 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。
（1）真值表如下表A B S C0 0 0 00 1 1 01 0 1 01 1 0 1(2) 简化逻辑表达式为S⊕=A+=BBABAC=AB（3）逻辑电路图如下二、设计一个一名全加器，要求用异或门、与门、或门组成。
数字逻辑电路实验报告
数字逻辑电路实验报告指导老师:班级:学号:姓名：时间：第一次试验一、实验名称：组合逻辑电路设计1二、试验目的：掌握组合逻辑电路的功能测试。
1、验证半加器和全加器的逻辑功能。
2、、学会二进制数的运算规律。
3、试验所用的器件和组件：三、74LS00 3片，型号二输入四“与非”门组件74LS20 1片，型号四输入二“与非”门组件74LS86 1片，型号二输入四“异或”门组件实验设计方案及逻辑图：四、/全减法器，如图所示：1、设计一位全加时做减法运时做加法运算，当M=1M决定的，当M=0 电路做加法还是做减法是由SCin分别为加数、被加数和低位来的进位，、B和算。
当作为全加法器时输入信号A分别为被减数，减数Cin、B和为和数，Co为向上的进位；当作为全减法时输入信号A 为向上位的借位。
S为差，Co和低位来的借位，1）输入/（输出观察表如下：（2）求逻辑函数的最简表达式函数S的卡诺图如下：函数Co的卡诺如下：化简后函数S的最简表达式为：Co的最简表达式为：2（3）逻辑电路图如下所示：、舍入与检测电路的设计：2F1码，用所给定的集成电路组件设计一个多输出逻辑电路，该电路的输入为8421为奇偶检测输出信号。
当电路检测到输入的代码大于或F2为“四舍五入”输出信号，的个数为奇数时，电路。
当输入代码中含1F1=1;等于5是，电路的输出其他情况F1=0 F2=0。
该电路的框图如图所示：的输出F2=1，其他情况输出观察表如下：（输入/0 1 0 0 1 01 0 1 0 0 11 1 1 0 0 01 0 1 1 1 11 0 0 1 0 11 0 1 0 0 11 0 0 1 1 01 1 1 0 1 11 0 1 1 0 011111求逻辑函数的最简表达式（2）的卡诺如下：函数F1 F2函数的卡诺图如下：的最简表达式为：化简后函数F2 的最简表达式为：F1）逻辑电路图如下所示；（3课后思考题五、化简包含无关条件的逻辑函数时应注意什么？1、答：当采用最小项之和表达式描述一个包含无关条件的逻辑问题时，函数表达式中，并不影响函数的实际逻辑功能。
数电实验二 组合逻辑电路
实验二 组合逻辑电路一、实验目的1、熟悉组合逻辑电路的一些特点及一般分析、设计方法。
2、熟悉中规模集成电路典型的基本逻辑功能和简单应用设计。
二、实验器材1、直流稳压电源、数字逻辑电路实验箱、万用表、示波器2、74LS00、74LS04、74LS10、74LS20、74LS51、74LS86、74LS138、74LS148、74LS151、 74LS153三、实验内容和步骤 1、组合逻辑电路分析（1）图2-1是用SSI 实现的组合逻辑电路。
74LS51芯片是“与或非”门（CD AB Y +=）, 74LS86芯片是“异或”门（B A Y ⊕=）。
建立实验电路，三个输入变量分别用三个 逻辑开关加载数值，两个输出变量的状态分别用两只LED 观察。
观察并记录输出变 量相应的状态变化。
整理结果形成真值表并进行分析，写出输出函数的逻辑表达式， 描述该逻辑电路所实现的逻辑功能。
（2）图2-2和2-3是用MSI 实现的组合逻辑电路。
图2-2中的74LS138芯片是“3-8译码 器”，74LS20芯片是“与非”门（ABCD Y =）图2-3中的74LS153芯片是四选一 数据选择器。
建立实验电路，对两个逻辑电路进行分析，列出真值表，写出函数的逻 辑表达式，描述逻辑电路所实现的功能。
图2-1：SSI 组合逻辑电路图2-2 ：MSI 组合逻辑电路（74LS138）2、组合逻辑电路设计（1）SSI 逻辑门电路设计——裁判表决电路举重比赛有三名裁判：一个主裁判A 、两个副裁判B 和C 。
在杠铃是否完全举起裁 决中，最终结果取决于至少两名裁判的裁决，其中必须要有主裁判。
如果最终的裁决 为杠铃举起成功，则输出“有效”指示灯亮，否则杠铃举起失败。
（2）MSI 逻辑器件设计——路灯控制电路用74LS151芯片和逻辑门，设计一个路灯控制电路，要求能够在四个不同的地方都 能任意的开灯和关灯。
四、实验结果、电路分析及电路设计方案1、组合逻辑电路分析 （1）图2-1： 逻辑表达式：)()(11i i i i i i i i i i B A C S B A C B A C ⊕⊕=⊕+=--逻辑功能：实现A i 、B i 、C i-1三个一位二进制数 的加法运算功能，即全加器。
实验一 组合逻辑电路
东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:计算机结构与逻辑设计实验第一次实验实验名称:组合逻辑电路院（系)：专业:姓名:学号：实验室: 实验组别：同组人员：实验时间：2015年10月29日评定成绩：审阅教师:一、实验目的①认识数字集成电路,能识别各种类型的数字器件和封装②掌握小规模组合逻辑和逻辑函数的工程设计方法③掌握常用中规模组合逻辑器件的功能和使用方法④学习查找器件资料,通过器件手册了解器件⑤了解面包板的基本结构、掌握面包板连接电路的基本方法和要求⑥了解实验箱的基本结构，掌握实验箱电源、逻辑开关和LED点平指示的用法⑦学习基本的数字电路的故障检查和排除方法⑧学Mulｉtｉsiｍ逻辑化简操作和使用方法⑨学习ＩSE软件操作和使用方法二、实验原理1.组合逻辑电路：组合逻辑电路又称为门网络，它由若干门电路级联（无反馈）而成，其特点是(忽略门电路的延时):电路某一时刻的输出仅由当时的输入变量取值的组合决定,而与过去的输入取值无关。
其一般手工设计的过程为:①分析其逻辑功能②列出真值表③写出逻辑表达式，并进行化简④画出电路的逻辑图2.使用的器件:1）７４ＨＣ00(四2输入与非门）:芯片内部有四个二输入一输出的与非门。
2)７4ＨC20（双4输入与非门）：芯片内部有两个四输入一输出的与非门。
注意,四输入不能有输入端悬空。
3)74ＨC0４(六反相器）：芯片内部有六个非门,可以将输入信号反相。
当然,也可以通过2输入与非门来实现,方法是将其一个输入端信号加高电平。
4)７4HC１51(数据选择器）：其功能犹如一个受编码控制的单刀多掷开关，可用在数据采集系统中,选择所需的信号。
它有8个与门,各受信号Ａ2、A1、A０的一组组合控制,再将这8个与门的输出端经一个或门输出，是一个与—或电路。
5)74ＨＣ138（３线-8线译码器）：其有三个使能端E１、E2、E3，可将地址段（A0、A1、A2)的二进制编码在Ｙ0至Y7对应的输出端以低电平译出。
实验二 组合逻辑电路
实验二组合逻辑电路一、实验目的1．掌握数据选择器的功能和应用方法；2．掌握显示译码器的功能和使用方法；3．掌握组合数字电路的设计和实现方法。
二、预习要求1．复习译码器和数据选择器的工作原理；2．复习有关组合电路设计方法的知识；3．阅读74LS138和74LS151的引脚排列图及功能表；4. 设计实验内容所要求的数据记录表格。
三、理论准备1．概述组合逻辑电路又称组合电路，组合电路的输出只决定于当时的外部输入情况，与电路过去状态无关。
因此，组合电路的特点是无“记忆性”。
在组成上组合电路的特点是由各种门电路连接而成，而且连接中没有反馈线存在。
所以各种功能的门电路就是简单组合逻辑电路。
组合逻辑电路的输入信号和输出信号往往不止一个，其功能描述方法通常有函数表达式、真值表、卡诺图和逻辑图等几种。
组合逻辑电路的分析与设计方法，是立足于小规模集成电路分析和设计基本方法之一。
2．组合逻辑电路的分析方法分析的任务是：对给定的电路求解其逻辑功能，即求出该电路的输出与输入之间的逻辑关系，通常是用逻辑式或真值表来描述，有时也加上必须的文字说明。
分析的步骤：（1）逐级写出逻辑表达式，最后得到输出逻辑变量与输入逻辑变量之间的逻辑函数式。
（2）化简。
（3）列出真值表。
（4）文字说明上述四个步骤不是一成不变的。
除第一步外，其它三步根据实际情况的要求而采用。
3．组合逻辑电路的设计方法设计的任务是：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，由给定的功能要求，设计出相应的逻辑电路。
设计的一般步骤如图3-1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。
需要注意的是，在使用中规模集成的组合逻辑电路设计时，需要把函数式变换成适当的形式(而不一定是最简式)。
组合逻辑电路门级电路设计
第十二讲 组合逻辑电路的分析和设计方法
例2：TTL74系列4-2输入与非门——74XX00
《数字电子技术基础》
第十二讲 组合逻辑电路的分析和设计方法
例3：TTL74系列4-2输入与门——74XX08
《数字电子技术基础》
第十二讲 组合逻辑电路的分析和设计方法
例4：TTL74系列4-2输入或门——74XX32
& 1Z
1
&
G
1
&
&
& ≥1 Z
&
&
《数字电子技术基础》
第十二讲 组合逻辑电路的分析和设计方法
★ 用与或非门实现
利用卡诺图，圈0格， 写出 Z 的逻辑表达式：
GA 00 01 11 10
R
01 0 1 0
10 1 1 1
Z = RGA + RG A + RG A
等式两边求反，得出与或非表达式：
RG A RG A RG A
《数字电子技术基础》
第十二讲 组合逻辑电路的分析和设计方法
█ 一般设计步骤
一、进行逻辑抽象 (1) 分析事件的因果关系，确定输入和输出变量; (2) 定义逻辑状态（‘0’或‘1’）的含意； (3) 根据给定的因果关系列出真值表；
二、写出逻辑函数式 三、选定器件的类型 四、将逻辑函数化简或变换成适当的形式 五、画出逻辑电路图 六、工艺设计
Z = RGA + RG A + RG A R
1
最后画出用与或非门实现 A
1
的逻辑电路图如右图：
& ≥1
&
Z
&
【逻辑设计完毕】。 G