电子线路基础数字电路试验3组合逻辑电路设计

实验三组合逻辑电路设计
一、实验目的
1、掌握组合逻辑电路功能测试。

2、掌握组合逻辑电路的设计方法。

3、用实验验证设计结果。

二、实验仪器
1、示波器1台
2、数字电路实验箱1台
3、器件
74LS00 二输入端四与非门2片
74LS20 四输入双与非门1片
74LS86 二输入端四异或门1片
三、实验原理
逻辑电路分为两大类，一类为组合逻辑电路，另一类为时序逻辑电路。

若电路任一时刻的输出仅是该时刻输入状态的函数，与电路原来的状态无关，这种电路称为组合逻辑电路。

组合逻辑电路的设计步骤如下：
1、根据设计任务列出真值表；
2、根据真值表写出逻辑表达式；
3、化简逻辑表达式；
4、根据要求（例如，规定了所用逻辑门的类型）画出逻辑电路图。

例：设计一个半加器的逻辑电路。

只考虑两个加数，而不考虑低位来的进位数的加法电路称为半加器。

若用A和B表示两个加数，S表示和数，CO表示向高位的进位数，则半加器的真值表如表1-16-1所示。

表1-16-1
由真值表可列出S和CO的逻辑表达式
S?AB?AB（1-16-1）
CO?AB（1-16-2）
可见，S与A、B之间是异或关系。

上两式都已是最简单与或逻辑表达式，不用化简。

由上两式
可画出如图1-16-1（a）所示的逻辑图，它由与门、非门和与或非门组成。

利用实验十四则上两式需要整理成与非逻辑表达式。

若要求全部用与非门组成半加器，
中推导出的结果，可得S?AABBAB
（1-16-3）
CO?AB（1-16-4）
由上两式可画出用与非门组成的半加器电路如图1-16-1（b）所示。

更方便的是采用图1-16-1（c）所示的异或门组成的半加器。

图1-16-1 半加器
逻辑符号(d) (b)由与非门构成(c)由异或门和非门构成(a)由与门、非门和与或非门构成
四、实验内容及步骤
1、组合逻辑电路功能测试。

1-16-2
图
（1）用2片74LS00组成图1-16-2所示逻辑电路。

为便于接线和检查，在图中要注明芯片编号及各引脚对应的编号。

．
（2）图中A、B、C接电平开关，Y，Y接发光管电平显示。

21（3）按表1-16-2要求，改变A、B、C的状态填表并写出Y，Y逻辑表达式。

21（4）将运算结果与实验比较。

表1-16-2
1、测试用异或门（74LS86）和与非门组成的半加器的逻辑功能。

根据半加器的逻辑表达式可知，半加器S是A、B的异或，而进位CO是A、B相与，故半加器可用一个集成异或门和二个与非门组成如图1-16-3。

1-16-3
图
（1）在数字电路实验箱上用异或门和与非门接成以上电路。

A、B接电平开关，S、CO接电平显示。

（2）按表1-16-3要求改变A、B状态，填表。

表1-16-3
2、组合逻辑电路设计
选择以下设计题目中的任意一个进行设计，并装接电路，测试和验证其逻辑功能。

（1）要求设计一个由三个人（A、B、C）控制的逻辑电路，每人控制一个电键，如果赞成某一个提案就按下电键（状态“1”）；如果不赞成则不按（状态“0”），三人表决的结果用指示灯表示，如果多数赞成（两人或三人赞成）则指示灯亮，反之，则灯不亮。

．
（2）某工厂有三个车间：A、B、C和一个自备电站，站内有二台发电机M、N，N的发电能力是M的二倍。

如果一个车间开工，启动M就可以满足要求；如果二个车间开工，启动N就可以满足要求；如果三个车间均开工，启动M、N才能满足要求，请用74LS86和74LS00设计一个控制线路，由车间的开工情况来控制M、N的启动。

设计要求如下：
a 要求电路最简，而且全部用与非门组成。

推荐器件为74LS00、74LS20。

引脚排列看附录。

b 写出设计的全过程。

五、实验报告
1、整理实验数据，图表并对实验结果进行分析讨论。

2、总结组合逻辑电路的分析与设计方法。