组合电路设计

课程名称：数字逻辑设计实践实验名称：组合函数设计

一、 实验目的

1. 掌握常用中规模组合逻辑器件的功能和使用方法；

2. 掌握逻辑函数工程设计方法；

3. 掌握存储器实现复杂逻辑函数的原理和存储器的使用过程。

二、 实验原理

思考题：

1. 使用图3.1.1给出的值固定、传递和取反的符号画出基本向量函数 )1,1,,,1,0,,(),,,,,,,(01234567A A A A G G G G G G G G G ==的实现图。 答：

2. 试用两片74148接成16线-4线优先编码器，用三片74148和门电路构成24线-5线优

先编码器。 答： 两片74148合成16线-4线优先编码器： B0，B1，B2，B3高电平有效

三片74148合成线-5线优先编码器：

B0，B1，B2，B3，B4高电平有效

3. 用一片 74LS138 加若干与非门实现如下三输出函数的电路图：

123

Y A C BC Y A C Y A B C ⎧=+⎪⎪

=+⎨⎪=++⎪⎩

答：

逻辑电路图：

4. 分别用8选1数据选择器74LS151芯片、双4选1数据选择器74LS253芯片、一个4选

1数据选择器实现如下逻辑函数：∑=)13,12,10,8,5,2,1,0()(m DCBA Y 。

答：

方案一：用8选1数据选择器74LS151芯片实现

方案二：双4选1数据选择器74LS253芯片

化简降一维得

方案三：用一个4选1数据选择器：将卡诺图降两维化简得

电路图：

5.完成两个3位二进制数相乘，需用几片74283？试画出逻辑电路图。答：要两片74283

6.用ROM设计1位全减器

答：真值表：

ROM 设计

使用AT28C64，用编程器将ROM 数据表最后一列值依次输入芯片地址中，按“A 2= i A ，A 1=

i B ，A 0= 1i C ”规律连接信号，其余地址接低电平。则 I/O 1,I/O 0输出端分别输出i M 和i C 变

量。

三、 实验内容 必做实验：

1. 用多种方案设计1一位全减器电路。 答：真值表（A 为被减数，B 为减数，为下一位借用数，为向上一位的借数，S 为本

位计算值）：

S=

+B ;

+

B

;

卡诺图： S ：

CI

方法一：3线-8线译码器74138 电路图：

逻辑分析仪结果：

A B

方法二：双四选一数据选择器74153 S:

CI:

电路实现：

2.人类有4种血型：A、B、AB和O型。输血时，输血者与受血者必须符合图

3.3.1的规

定，否则有生命危险，利用一个4选1数据选择器和最少数量的与非门，完成血型配对任务。

答：假定如下：

现以表示匹配结果，以1表示匹配失败，0表示匹配成功

则真值表为：

卡诺图： S ：

电路图：

逻辑分析仪结果：

00 00

3.用ROM 设计一个8421BCD 码7 段显示译码电路，其真值表见下表所示。要求：

1)使用编程器将组合电路下载到ROM 中。

答：

实验步骤：

1）安装SUPERPRO280编程器，进入编程的主界面；

2）选择AT28C64器件后，编辑缓冲区，在此窗口内输入数据；

3）使用PROGRAM进行数据写入；

4）用逻辑分析仪，和8421BCD码七段显示译码电路验证；

逻辑分析仪验证结果：

选做实验：

1. 设有三台用电设备A、B、C 和两台发电机组X、Y。X 机组功率为10kW，Y 机组功率为20kW。用电设备A 用电量为15kW，设备 B 用电量为10kW，设备 C 用电量为5kW，三台用电设备有时同时工作，有时只有其中部分设备工作，甚至均不工作。试设计一个供电控制电路控制发电机组，以达到节电的目的。

答：

电路功能分析：

本控制电路要求：用三台设备的工作状态来确定XYZ发电机组工作，来节省电资源。

原理分析：

假定设备A,B,C正常工作时的状态为1，不工作是的状态为0；发电机组X,Y工作时的状态为1，不工作时的状态为0；

那么可以得到真值表：

电路设计:

用译码器实现的电路图:

得到逻辑分析仪检测结果:

四、思考题

1.根据ROM实验内容，是选择共阴极数码管还是共阳极数码管？

答：使用共阳极数码管

因为实验中要求是笔端出输入低电平，相关笔端可以发光，所以必须使用公共阳极接高电平；

2.无论是共阳极还是共阴极数码管，在使用时各段都必须加限流电阻。设数码管每段的最大工作电流为8mA，试确定限流电阻的大小。

答：==5/0.008=625,所以正常工作时必须加电阻大于625；