组合逻辑电路实验设计
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
组合逻辑电路实验设计
血型匹配情况判断电路
一、实验题目：
人的血型有A、B、AB、O四种。输血时输血者的血型与受血者血型必须符合图1中用箭头指示的授受关系。判断输血者与受血者的血型是否符合上述规定，要求用八选一数据选择器（74LS151）及与非门（74LS00）实现。（提示：用两个逻辑变量的4种取值表示输血者的血型，例如00代表A、01代表
B、10代表AB、11代表O。）
图1
二、电路设计：
方案一：
解：
1、题目分析
根据题意，确定有4个输入变量，设为X、Y、M、N；输出变量为P。
其中，用两个逻辑变量X、Y的四中取值表示输血者的血型：00代表A型、01代表B型、10代表AB型、11代表O型。
用另外两个逻辑变量M、N的四种取值表示受血者的血型：00代表A型、01代表B型、10代表AB型、11代表O型。
逻辑输出变量P代表输血者与受血者的血型符合情况：1代表血型符合，0代表血型不符合。
题目中要求用八选一数据选择器（74LS151）及与非门（74LS00）实现电路设计。
2、列写输入与输出变量真值表：
真值表如下图所示
3、逻辑表达式：
根据真值表画出卡诺图：
卡诺图如右图所示：
用八选一数据选择器（74LS151），所以输出逻辑表达式写成最小项和的形式：设X 、Y 、M 为选择变量，X 为高位。 逻辑函数P 的与或标注型表达式：
P (X ,Y ,M ,N )
X Y M N X Y M N X Y M N X Y M N X Y M N
=+++++
4、比较表达式：
与标准表达式比较得：267P Nm N m(0,1,3,5)m m =+∑++ 所以，数据选择器中EN=0，0135D D D D N ====
D 2=N ，D 4=0, D 6=D 7=1，
5、逻辑电路图：
6、波形图:
图中反应的是输入变量按真值表顺序变化时，输出变量的高低电平波形。
上面四条曲线由上到下代表逻辑变量X、Y、M、N的波形，最后一条曲
线代表输出逻辑变量P的波形。
（真值表：0000~1000）
（真值表：1000~1111）
7、电路调试：
方案二：
解：
1、题目分析：同方案一；选用74LS00和74LS20实现电路设计。
2、真值表与卡诺图：
真值表：卡诺图：
3、逻辑表达式：
利用卡诺图写出P的与或标注型表达式：
=+++
P(X,Y,M,N)X Y M N Y M N X Y N
将P表达式化为与非--与非式：
P XY MN YMN XYN
=⋅⋅⋅
4、比较表达式：
X、Y和M、N的非分别使用一个二输入与非门；
Y、N、M的非和X的非、Y的非、N的非分别使用一个四输入与非门，空出的一个输入接电源（即高电平5V）；
上述四个与非门的输入作为下一个四输入与非门的输入。
5、逻辑电路图：
其中XWG1的4、3、2、1管脚分别代表X、Y、M、N，作为逻辑变量输入；XLAI接收输入变量与输出变量P的波形图。
6、波形图：
图中反应的是输入变量按真值表顺序变化时，输出变量的高低电平波形。
上面四条曲线由上到下代表逻辑变量X、Y、M、N的波形，最后一条曲线代表输出逻辑变量P的波形。
（真值表：0000~1000）
（真值表：1000~1111）
三、方案对比：
电灯开关控制电路
一、实验题目：
设计用3个开关控制一个电灯的逻辑电路，要求改变任何一个开关的状态
都能控制电灯由亮变灭或者由灭变亮，要求用发放的器件实现。
二、电路设计：
解：
1、题目分析
根据题意，确定有3个输入变量，设为A、B、C；输出变量为P。
其中，三个逻辑变量A、B、C分别代表三个开关状态：0代表开关关闭，1代表开关闭合。
逻辑输出变量P代表电灯的亮灭：1代表电亮，0代表电灯灭。
根据题目选用3线/8线译码器（74LS138）及与非门（74LS20）实现电路设计。
2、列写输入与输出变量真值表：
根据题目要求：改变任何一个开关的状态都能控制电灯由亮变灭或者由灭变亮。
设在初始状态：A=0，B=0，C=0时，P=0，灯泡处于灭状态。
灯泡亮灭改变过程：整理真值表如下图：
3、逻辑表达式：
根据真值表画出卡诺图。
卡诺图如右图所示：
选用3线/8线译码器（74LS138），所以输出逻辑表达式写成关于最小项非的形式：设A 、B 、C 为输入变量，A 为高位。 逻辑函数P 的与或标注型表达式：
P(A,B,C)AB C ABC ABC ABC =+++
4、比较表达式：
与标准表达式比较得：P m(1,2,4,7)=∑
1247P m m m m =⋅⋅⋅
所以，74LS138中E 3=1，E 1=E 2=0;
Y 1,Y 2,Y 4,Y 7分别与74LS20中一个四输入与非门的输入端相连。 5、逻辑电路图：
6、波形图:
图中反应的是输入变量按真值表顺序变化时，输出变量的高低电平波形。
上面四条曲线由上到下代表逻辑变量A、B、C的波形，最后一条曲线代表输出逻辑变量P的波形。
7、电路调试：
该电路可实现题目要求的逻辑功能