实验4 组合逻辑电路设计 - 图文

数字逻辑与电路实验

学号：123012010080 姓名：黄武松 Email：1053756676@qq.com 2年 月 日 实验四 组合逻辑电路研究（设计性实验）

一、实验目的

1．掌握用SSI器件实现组合逻辑电路的方法。

2．熟悉各种MSI组合逻辑器件的工作原理和引脚功能。 3．掌握用MSI组合逻辑器件实现组合逻辑电路的方法。 4．进一步熟悉测试环境的构建和组合逻辑电路的测试方法。

二、实验所用仪器设备

1．Multisim10中的虚拟仪器 2．Quartus II中的功能仿真工具 3．GW48-EDA实验开发系统

三、实验说明

1. 组合逻辑电路的设计一般可按以下步骤进行

（1）逻辑抽象：将文字描述的逻辑命题转换成真值表。

（2）选择器件类型：根据命题的要求和器件的功能决定采用哪种器件。 （3）根据真值表和所选用的逻辑器件写出相应的逻辑表达式：当采用SSI集成门电路设计时，为了使电路最简，应将逻辑表达式化简，并变换成与门电路相对应的最简式；当采用MSI组合逻辑器件设计时，则不用化简，只需将由最小项构成的函数式变换成MSI器件所需要的函数形式。 （4）根据化简或变换后的逻辑表达式及选用的逻辑器件画出逻辑电路图。 2. 常见的SSI和MSI的型号

（1）常见的SSI：四2输入异或门74LS86，四2输入与非门74LS00，六非门74LS04，二4输入与非门74LS20，四2输入或非门74LS02，四2输入与门74LS08等。

（2）常见的MSI：二2-4译码器74LS139，3-8译码74LS138，4-16译码器74LS154，8-3线优先编码器74LS148，七段字符译码器74LS248，四

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学号：123012010080 姓名：黄武松 Email：1053756676@qq.com 2年 月 日 位全加器74LS283，四2选1数据选择器74LS157，双4选1数据选择器74LS153，8选1数据选择器74LS151，16选1数据选择器74LS150等。

四、实验内容

（一）基本命题

1．设计一个多输出的逻辑网络，它的输入是8421BCD码，它的输出定义为： （1）F1：检测到输入数字能被3整除。 （2）F2：检测到输入数字大于或等于4。 （3）F3：检测到输入数字小于7。

自选逻辑器件，列出设计步骤，画出逻辑电路图，记录测试结果。 解：

（1）逻辑器件：二-十进制译码器74HC52 三输入端与非门7410 八输入端与非门7430 指示灯

（2）由已知的命题得到以下的真值表表1

输入 D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 输出 F1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 F2 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 F3 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 表1

（3）根据真值表的输入、输出的关系，选定元器件，设计电路图图1

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图1 （4）根据测试，输出的结果如下表2 输入 输出 X2 X3 D C B A X1 0 0 0 0 不亮 不亮 亮 0 0 0 1 不亮 不亮 亮 0 0 1 0 不亮 不亮 亮 0 0 1 1 亮 不亮 亮 亮 亮 亮 亮 不亮 不亮 0 1 0 0 不亮 亮 0 1 0 1 不亮 亮 0 1 1 0 亮 亮 0 1 1 1 不亮 亮 1 0 0 0 不亮 亮 1 0 0 1 亮 表2

亮 2．用8-3线优先编码器74LS148、七段字符译码器74LS248和数码管组成编码、译码、显示电路；编码器8个数据输入端接至8个编码开关，自拟实验步骤，记录实验结果，说明电路具备的功能。

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学号：123012010080 姓名：黄武松 Email：1053756676@qq.com 2年 月 日 (1) 逻辑设计器材：电源、开关、8-3线优先编码器74LS148、七段字符译码

器74LS248和数码管组，以及500欧姆电阻 (2) 根据题目要求，设计如下的电路图 图2

(3)

图2 （3）记录实验结果

开关 J6 * * * * * * * 0 1 J2 * * * * * * 0 1 1 J1 * * * * * 0 1 1 1 J3 * * * * 0 1 1 1 1 J4 * * * 0 1 1 1 1 1 J5 * * 0 1 1 1 1 1 1 J7 * 0 1 1 1 1 1 1 1 J8 0 1 1 1 1 1 1 1 1

数码管 显示 0 1 2 3 4 5 6 7 7 表3

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学号：123012010080 姓名：黄武松 Email：1053756676@qq.com 2年 月 日 （4）电路功能说明：该电路有八个控制输入的开关，控制输入的高低电平，如表3所示的，八个端对应的是8-3线优先编码器74LS148八个输入端，然后连接七段字符译码器74LS248的三个输入端，达到的功能是通过改变输入的高低电平，控制数码管的显示。 （二） 扩展命题 （每人选1题）

1. 用异或门74LS86和四位全加器74LS283实现有符号三位全减器（实验电路参考下图），要求用译码显示电路显示其差，并将结果填入表3.2中。

表3.2

A4 A3 A2 A1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 …… 1 1 1 1 1 1 1 1 B4 B3 B2 B1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 …… 1 1 1 0 1 1 1 1

数码显示结果 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 …… 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 人类参考电路图

2.有4种血型O、A、B、AB，输血时，输血者和受血者的血型必须符合一定的规律，否则将出现生命危险，试用4选1数据选择器和最少的与非门设计一个血型符合判断器。输血者和受血者的血型符合的规律如下：

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