电子信息技术专业《数字电子技术实验讲义》(3)

3．74LS02、74LS20、74LS54、74LS00

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实验十三 组合逻辑电路

一． 实验目的

1．熟悉简单组合逻辑电路的分析方法和设计方法。 2．掌握测量电路逻辑关系的方法。 二．实验原理

1．组合逻辑电路的分析方法

所谓分析一个给定的逻辑电路，就是要通过分析找出电路的逻辑功能来。通常采用的分析方法是从电路的输入到输出逐级写出逻辑函数式，最后得到表示输出与输入关系的逻辑函数式。经化简可使逻辑关系简单明了；为了使逻辑电路的逻辑功能更直观，通常把逻辑函数式转换为真值表。 2．组合逻辑电路的设计方法

根据给出的实际逻辑问题，求出实现这一逻辑功能的最简逻辑电路，这就是组合逻辑电路的设计。其设计方法为： （1）列真值表

① 分析事件的因果关系，确定输入变量和输出变量。 ② 逻辑状态赋值。 ③ 列出真值表。

（2）写出逻辑函数表达式 （3）选定器件类型

（4）将逻辑函数化简或变换成适当的形式 （5）画逻辑图

三．实验内容与方法

1．分析与测量逻辑电路的逻辑关系 （1）分析图13－1的逻辑关系 ① 写出图13－1的逻辑函数表达式 ② 根据表达式列出真值表13－1 （2）测量图13－1的逻辑关系

将集成电路74LS00插入实验面板或IC插座，按图13－1连接，输入端A、B分别接“逻辑电平输出”，输出Y和C分别接LED“电平显示”。

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将测量结果与表13－1比较。

图13-1 表13－1

输 入 端 A 0 0 1 1

2．由与非门设计一个三变量的多数表决电路。当输入变量A、B、C有两个或两个以上为“1”时输出为“1”，否则，输出为“0”。

（1）列真值表13-2

（2）写出表决电路的最简与或表达式Y＝

（3）在图13－2位置上画出逻辑图（用与非门实现） （4）以实验验证电路的逻辑功能。

图13－2

B 0 1 0 1

C 输 出 端 Y Y 47

表13－2

输 入 端 A 0 0 0 0 1 1 1 1

B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 输 出 端 Y LED 逻辑状态 四．实验报告要求

整理测试数据，小结真值表、逻辑表达式和逻辑图之间的转换规律。 五．实验设备与器材

1．数字电子技术学习机（面包板） 2．万用表

3．74LS00、74LS20

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实验十四 加法器

一．实验目的

1．掌握组合逻辑电路的分析方法。 2．熟悉半加器和全加器的逻辑功能。

3．了解集成单元四位二进制全加器的逻辑功能。

二．电路分析

实验中使用的二输入四异或门的电路型号为74LS86，四位二进制全加器的型号为74LS83A，其外引线排列及逻辑图如下图所示。

典型参数：tpd=10ns PD=7.5mW/门 tpd=10ns PD=24mW/门 74LS83A是一个内部超前进位的高速四位二进制串行进位全加器,它接收两个四位二进制数(A1---A4,B1---B4),和一个进位输入(C0),并对每一位产生二进制和(∑1---∑4)输出,还有从最高有效位(第四位)产生的进位输出(C4)。该组件有越过所有四个位产生的内部超前进位的特点，提高了运算速度。另外不需要对逻辑电平反相，就可以实现循环进位。

三．实验内容和方法

1．用异或门和与非门设计一个一位半加器，设Ai 、Bi 分别为某位的被加数和加数，Si 和Ci 分别为该位的和以及向高一位的进位。 （1）列出真值表14-1。

（2）写出半加器的逻辑函数表达式。 Si＝ Ci＝

（3）在图14－1位置上画出逻辑图。 （4）以实验验证其逻辑功能。

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