实验二 组合逻辑器件应用研究 实验报告1

实验二 组合逻辑器件应用研究

实验报告

一、实验目的

1. 熟悉常见组合逻辑芯片的逻辑功能。

2．掌握中、小规模的组合逻辑芯片的使用方法。 3．体会逻辑函数化简的意义。

4．学习组合逻辑电路的设计与调试方法。 二、实验内容与步骤

1、查阅芯片的PDF文件资料，分清管脚名与逻辑功能对应的关系。 CD4011 CD4030 CD4012 CD4069 74HC138

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74HC153 2、静态测试

验证CD4011 、CD4030 、CD4012 、CD4069 、74HC138、74HC153等所用到的芯片的逻辑功能。

通过实验箱的验证，CD4011 、CD4030 、CD4012 、CD4069 、74HC138、74HC153

等芯片的输入与输出与真值表相符，逻辑功能正常。

3、四舍五入

用小规模集成芯片设计一个组合逻辑电路（四路输入，一路输出）实现“四舍五入”的功能，即当输入的四位8421BCD码不大于4时，输出0；否则输出1。 （1）列出真值表画出卡诺图，如图所示：

（2）与其对应的逻辑表达式为：Y=A+BD+BC=(A’(BD)’(BC)’)’ （3）限用与非门实现（一片CD4011＋一片CD4012） （4）仿真图，如图所示：

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（5）通过实验箱验证，上面的电路图能实现四舍五入的功能。

4、大、小、二月判别

设计一个四输入、三输出的组合逻辑电路，实现“大、小、二月判别”，当输入端输入的数是1～12月份所对应的大月时，仅Y1输出端为1；输入的数对应是小月时，仅Y2输出端为1；否则仅Y3输出为1（代表是2月）。 （1）列出真值表画出卡诺图，如图所示： （2）与其对应的逻辑表达式为：

Y1=A’D+AD’=((A’D)’(AD’)’)’ Y2=AD+A’BD’=((AD)’(A’BD’)’)’ Y3=A’B’CD’=(A+B+C’+D)’

（3）限用与非门实现（CD4002+CD4030） （4）仿真图，如图所示：

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（5）通过实验箱验证，上面的电路图能实现大、小、二月判别的功能。

5、两位数显示

设计一个组合逻辑电路，控制实验箱上的二组CD4511及LED数码管，对应输入的4位二进制数，完整显示出0－15数字，从而解决CD4511译码芯片不能显示9以上数据的问题。

（1）列出真值表画出卡诺图，如图所示： （2）与其对应的逻辑表达式为： Y0=D ,

Y1=ABC’+A’C=ABC’+A’B’C+A’BC’=((m1)’(m3)’(m3)’(m6)’)’ Y2=A’B+BC=A’BC+A’BC’+A’BC+ABC=((m2)’(m3)’(m7)’(m7)’)’, Y3=AB’C’=m4=((m4)’(m4)’(m4)’(m4)’)’

Y4=AB+AC=AB(C+C’)+AC(B+B’)=ABC+ABC’+ABC+AB’C=ABC+ABC’+AB’C

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=m5+m6+m7=((m5)’(m6)’(m7)’(m7)’)’ A=A2,B=A1,C=A0

（3）限用与非门实现（74HC138 + CD4012 X2 ） （4）仿真图，如图所示：

（5）通过实验箱验证，上面的电路图能实现两位数显示的功能。

三、实验设备及芯片 数电实验箱一个；

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CD4011 （含4个两输入与非门）； CD4030 （含4个两输入异或门）； CD4012 （含2个四输入与非门）； CD4069 （含6个非门）； 74HC138（3/8译码器）、74HC153或CD4539（双4选1数据选择器）。 其它所需各种组合逻辑门和MSI的组合逻辑芯片。

四、实验心得

在这次实验里，所有芯片的管脚图都是我自己在网上查的，在这过程里我熟悉了在网上查阅芯片的过程，也懂得了如何去查找芯片的资料。列真值表-画卡诺图-找逻辑关系式-做仿真-接电路，这个过程虽然很繁琐、有时候很气人，可是每完成一个实验都很有成就感。这过程虽然有时候特别困难、特别苦，但那种通过自己努力来解决问题的喜悦是难以表达的。这是在以前做实验中很少有过的乐趣，以前是靠别人帮忙，这次是完完全全是自己做的。

这次实验让我更加地了解组合逻辑电路的分析方法和设计方法，也让我顺道复习了这个单元的知识，也实现了课本与实际相结合的跨度，让我对数电有了新的认识。

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