实验三 MSI组合功能件的应用
MSI进行组合设计
例：用8选1数选器74LS151实现逻辑函数 F=AB+AB+C
本题中L=n=3，将F展开成最小项之和，可得 F（A,B,C）= ∑m（1,2,3,4,5,7），若令A2=A,A1=B,A0=C, 且令D0=D6=0,D1=D2=D3=D4=D5=D7=1,则有F=Y，其逻辑电路 图如图所示。
VCC C B A
Y mi Di
i 0
7
①L≤n的情况 L为函数的输入变量数，n为选用的MUX的地址输入端数。 当L=n时，函数的最小项目数与数据选择器的数据输入 端数相同，故用数选器实现函数很简单。先将函数的输入
变量依次接数选器的选择输入端，然后按函数的真值表，
或者最小项之和式，规定数选器相应数据端Di接1还是0。 当L<n时，将MUX的高位地址输入端不用（接0或1），其 余同上。
2、人的血型有A、B、AB、O四种，输血时输 血者和受血者血型必须符合如图箭头指示的授受 关系，判断输血者和受血者的血型是否符合上述 规定，要求用数据选择器及与非门实现（提示： 用两个逻辑变量的4中取值分别代表4种血型，比 如00代表A,01代表B，10代表AB，11代表O）。
A B AB O A B
实验内容： 2、用74LS151（八选一数选器）设计四人表决电 路。要求：四人表决，三人或三人以上同意时， 决议才能通过；否则无效。 解：设
成数据选择器，有三个数据选择输入端A0、A1、A2,
可选择D0-D7共8个数据源，具有两个互补输出端，
同相输出端Y和反相输出端W
74LS151功能表
输 入 G 1 0 0 0 0 0 0 0 0 输 出 Y 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A2 A1 A0 × 0 0 0 0 1 1 1 1 × 0 0 1 1 0 0 1 1 × 0 1 0 1 0 1 0 1
数字电路与逻辑设计(第三版)课件：常用组合逻辑电路及MSI组合电路模块的应用
可能出现的组合，其他组合都是不可能发生的，也就是约束。
约束可以表示为
Ii I j =0 (i ≠ j ， i ， j =0 ， 1 ，…， 7 )
常用组合逻辑电路及 MSI 组合电路模块的应用
图 3-1 三位二进制普通编码器的框图
图 3－14 为二—十进制译码器的逻辑图。
图 3－14 二—十进制译码器的逻辑图
常用组合逻辑电路及 MSI 组合电路模块的应用
3. 显示译码器
在数字系统中，经常需要将数字、文字、符号的二进制
代码翻译成人们习惯的形式，直观地显示出来，以便掌握和
监控系统的运行情况。把二进制代码翻译出来以供显示器件
显示的电路称为显示译码器。设计显示译码器时，首先要了
最低。真值表中的“ × ”表示该输入信号取值无论是 0还是
1 都无所谓，不影响电路的输出。
常用组合逻辑电路及 MSI 组合电路模块的应用
图 3-3 三位二进制优先编码器的框图
常用组合逻辑电路及 MSI 组合电路模块的应用
常用组合逻辑电路及 MSI 组合电路模块的应用
由表 3-2 真值表可以写出如下逻辑表达式:
图。
图 3-6 8421BCD 普通编码器的逻辑图
常用组合逻辑电路及 MSI 组合电路模块的应用
4.8421BCD 优先编码器
用四位 8421 二进制代码对 0~9 这十个允许同时出现的
十进制数按一定优先顺序进行编码，当有一个以上信号同时
出现时，只对其中优先级别最高的一个进行编码，这样的电
路称为8421BCD 优先编码器。 8421BCD 优先编码器的框图
真值表，表中假定 1010~1111共六个输入组合不会出现。
MSI译码器逻辑功能测试
器可将一个信号源的数据信息
分配器输出
Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7
74LS138
Z
Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7
A0A1A2S1S2S3
74LS138
传输到不同的地点。
二进制译码器还可以用来
实现逻辑函数。由表3-1知 ，
译码器可分为通用译码器和显示译码器两大类。前者又分为变量译码器和代码变换译码器。
l．变量译码器(又称二进制译码器)，用以表示输入变量的状态，如2线—4线、3线—8线和4线—16线译码器。若有n个输入变量，则有2n个不同的组合状态，就有2n个输出端供其使用。例如，有3个输入变量(或称为地址端)，那么就可以有23=8个不同的地址组合，分别为000、001、010、011、100、101、110、111，可以控制8个输出端，
1
1
1
1
1
1
74LS138译码器也可作为负脉冲输出脉冲分配器使用，只需利用使能端中的一个输
入端输入数据信息，器件就成为一个多路分配器，如图3-2所示。若令ˉS2=ˉS3=0，在S1端输入数据，地址码所对应的输出端输出S1数据的反码；若令S1=1、ˉS3=0，从ˉS2端输入数据，地址码所对应的输出端就
实验三验证性实验——MSI译码器逻辑功能测试
一．实验目的
1.掌握中规模(MSI)集成译码器的逻辑功能和使用方法；
2.验证3—8线译码器和七段显示译码器的逻辑功能；
3.掌握数码管与译码器配合使用的方法；。二．实验原理
译码器的作用是进行代码间的“翻译”，将具有特定含义的二进制码进行辨别，并转换成控制信号。
地址输入
常用组合逻辑电路及MSI组合电路模块的应用-2
可以得到如下输出逻辑表达式:
Y0 ? A2 ? A1 ? A0 ? A2 A1A0 ? m0 ? M0
Y1 ? A2 ? A1 ? A0 ? A2 A1A0 ? m1 ? M 2
Y2 ? A2 ? A1 ? A0 ? A2A1 A0 ? m2 ? M3
Y3 ? A2 ? A1 ? A0 ? A2A1A0 ? m3 ? M 3
Y4 ? A2 ? A1 ? A0 ? A2 A1 A0 ? m4 ? M 4
Y5 ? A2 ? A1 ? A0 ? A2 A1A0 ? m5 ? M5
Y6 ? A2 ? A1 ? A0 ? A2A1 A0 ? m6 ? M6 Y7 ? A2 ? A1 ? A0 ? A2A1A0 ? m7 ? M7
根据显示器件的驱动特性 ,可以列出如表3―8所示的 真值表,表中假定1010~1111 共六个输入组合不会出现。
第3章 常用组合逻辑电路及 MSI 组合电路模块的应 用
a
Ya
A0
显
Yb
f
b
A1
示
Yc
译Hale Waihona Puke YdgA2 A3
码 器
Ye
e
Yf
c
Yg
d
图3―15 BCD-七段显示译码器
第3章 常用组合逻辑电路及 MSI 组合电路模块的应 用
Ye =A2 A1+A0
Yf =A1A0 +A 2A1+A 3 A2A0
Yg =A 3 A2 A1+A2A1A0
图3―16为BCD-七段显示译码器的逻辑图。
第3章 常用组合逻辑电路及 MSI 组合电路模块的应 用
4.3常用的MSI组合逻辑器件及应用
1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1
真值表：
A
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1
B
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0
0 1 1
C
0 0 1
D
0 1 0
F3 F2
0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 × ×
0 1 1 1
F1 F0
1 0 0 1 1 0 0
1 1 0 × ×
F3 ( A, B, C , D ) = ∑ m(5,6,7,8,9) F2 ( A, B, C , D) = ∑ m(1, 2,3, 4,9) F1 ( A, B, C , D ) = ∑ m(0,3, 4,7,8) F0 ( A, B, C , D ) = ∑ m(0, 2, 4,6,8)
E1 = 1 E2 , E3 同时为低 （E2 + E3 = 0） Y0 = A2 A1 A0 = m0 = M 0 Y1 = A2 A1 A0 = m1 = M 1 …… Y7 = A2 A1 A0 = m7 = M 7
译码器的应用： 1、译码 2、 实现逻辑函数
例1 试用74LS138实现下列逻辑函数
× 1 × × × × × 0 1
× 1 × × × ×
× 1 × × × ×
1 1 1 1
0 0 0 0 0 0 1
1
1 1
0
MSI组合逻辑电路的分析
7
图3－27 例3-7电路图
LOGO
解：
（1）划分功能块
本题只有一块MSI电路，可以只划分一个功能
块。
（2）分析功能块的功能
通过查74LS153的功能表，知道它是一块双4选
1数据选择器。其中：A1、A0是地址输入端，Y是输 出端；74LS153的控制输入端为低电平有效；数据
选择器处于禁止状态时，输出为0。
本章通过举例，介绍了基于功能块的MSI组合
逻辑电路的分析方法。熟悉这种方法，对MSI组合
逻辑电路的分析很有帮助。
23
LOGO
作业题
3-7 3-8
24
LOGO
功能块内部，可以是单片或多片MSI或SSI以 及扩展组合的电路。
分成几个功能块和怎样划分功能块，这取决 于对常用功能电路的熟悉程度和经验。
画出功能块电路框图有助于进一步的分析。
4
LOGO
（2）分析功能块的逻辑功能
利用前面学过的常用功能电路的知识，分析 各功能块逻辑功能。
如有必要，可写出每个功能块的逻辑表达式 或逻辑功能表。
22
LOGO
本章介绍了编码器、译码器、数据选择器、 加法器和数值比较器等MSI组合逻辑电路器件的功 能，并讨论了利用译码器、数据选择器和加法器 实现组合逻辑函数的方法。
对于MSI组合逻辑电路，主要应熟悉电路的逻 辑功能。了解其内部电路只是帮助理解器件的逻 辑功能。只有熟悉MSI组合逻辑电路的功能，才能 正确应用好电路。
图3－27电路可用图3-28的功能框图来表示。
10
图3-28 8选1功能框图
LOGO
（3）分析整体电路的逻辑功能
把图3－27电路看成一个8选1数据选择器，可得出
用MSI器件的组合电路实验
实验六用MSI器件的组合电路实验姓名：郑伟杰班级：软件一班学号：1025116038日期：2012.4.3一、实验目的1. 熟悉常用的MSI器件。
2. 掌握用MSI芯片的组合电路设计。
二、仪器及器材仪器：逻辑箱器材：74LS04、74LS20、74LS138、74LS153、74LS83三、预习要求：参阅附录熟悉本次实验所用集成块的管脚和真值表。
四、实验内容1.验证3—8译码器的逻辑功能，注意74LS138为低电位中的译码器。
接好电路并让使能端G1=1；G2A=0；G2B=0C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y70 0 0 0 1 1 1 1 1 1 10 0 1 1 0 1 1 1 1 1 10 1 0 1 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 0 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 1 1 1 1 0 1 11 1 0 1 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 02.用3—8译码器74LS138构成一位全加器：（1）逻辑表达式：S（A， B, Ci-1）= （1， 2， 4， 7）Ci（A， B, Ci-1）= （3， 5， 6， 7）（2）逻辑电路图：（3）在实验箱上用74LS138及74LS20构成全加器，并根据实验结果填写真值表。
表6—2A B Ci-1 S Ci0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 11 1 0 0 11 1 1 1 13.验证4路选择器74LS153的逻辑功能，接好电路并让使能端G=0表6—3 G=0控制端数据输入输出B A a3 a2 a1 a0 Y0 0 ΦΦΦ0 00 0 ΦΦΦ 1 10 1 ΦΦ0 Φ00 1 ΦΦ 1 Φ 11 0 Φ0 ΦΦ01 0 Φ 1 ΦΦ 11 1 0 ΦΦΦ01 1 1 ΦΦΦ 14.用4路选择器74LS153构成一位全加器：（1）逻辑电路图：（2）在逻辑箱上用74LS153组成全加器，并根据实验结果填写以下真值表：表6—4A B Ci-1 S Ci0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 11 1 0 0 11 1 1 1 15.代码转换：利用4位全加器进行代码转换，转换过程如下：用74LS83芯片实现：输入余3码A B C D X数码管显示L4 L3 L2 L10 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 2 0 1 0 1 0 0 1 1 3 0 1 1 0 0 1 0 0 4 0 1 1 1 0 1 0 1 5 1 0 0 0 0 1 1 6 1 0 0 10 1 1 1 7 1 0 1 01 0 0 0 8 1 0 1 1 1 0 0 1 9 1 1 0 0。
实验三 msi(中规模集成组合电路)应用
实验三 msi(中规模集成组合电路)应用
MSI(中规模集成组合电路)是一种集成度比较高的组合逻辑电路，通常由10个至100
个门电路组成。
它的应用范围很广，可以用于数字电子电路、计算机系统、通信系统等领域。
以下是关于MSI应用的一些相关内容。
1.数字电子电路
在数字电子电路中，MSI常用于实现数字解码器、选通器、多路复用器等。
例如，
74LS138是一个常用的1到8解码器，它可以把三个输入线的8种组合映射为8个输出线中的一根高电平。
这种解码器广泛应用于存储器、显示器、地址选择器等领域。
另一个例子是74153，它是一个四路二选一多路复用器。
它有两个输入端口和一个选
通控制端口，可以选择其中的一个输入并输出到一个单一的输出端口。
这种多路复用器可
以用于选择不同的输入源，例如在音频处理器中选择不同的音频信号。
2.计算机系统
另一个例子是74LS192，它是一个4位二进制计数器。
它可以用于计算机定时器、频
率计、序列器等领域，提供逐位递增或递减计数。
它还通常用于构造存储器地址寄存器和
位移寄存器等电路。
3.通信系统
另一个例子是74LS652，它是一个8位输入/输出扫描转换器。
它可用于处理不同时序下的数据输入/输出，从而扩展计算机系统的输入/输出接口。
总之，MSI在数字系统的设计中应用广泛，几乎所有的数字系统中都会用到MSI器件。
MSI运算器以卓越的性能、可靠性和经济性，被广泛应用于各种数字逻辑系统的设计和制
造中。
随着科技的不断发展和进步，MSI的应用将更加广泛，也将有更多的MSI器件出
现。
实验三实验报告利用MSI设计组合逻辑电路
实验三实验报告利⽤MSI设计组合逻辑电路实验三利⽤MSI设计组合逻辑电路实验报告13计科⼀班133490** ⼀、实验⽬的：1．熟悉编码器、译码器、数据选择器等组合逻辑功能模块的功能与使⽤⽅法。
2．掌握⽤MSI设计的组合逻辑电路的⽅法。
⼆、实验仪器及器件：1．数字电路实验箱、数字万⽤表、⽰波器。
2．器件：74LS00X1,74LS197X1,74LS138X1,74LS151X1三、实验预习：1. 仔细阅读实验原理，有疑问处做好记号，查阅相关资料2. 列真值表推导设计出实验内容中电路的实现四、实验原理：详细内容参见实验课本P11 – P14五、实验内容：1、⽤⼋选⼀数据选择器151设计⼀个函数发⽣器电路它的功能如表（四）所⽰。
待静态测试检查电路⼯作正常后，进⾏动态测试。
将74LS197连接成⼗六进制作为电路的输⼊信号源，⽤⽰波器观察并记录CP.、S1、S0、A、B、Y的波形。
表(四)函数发⽣器功能表设计过程：1.2.数据选择器151的输出Y′的表达式为：Y’= A2’A1’A0’D0 + A2’A1’A0D1 + A2’A1A0’D2 + A2’A1A0D3 + A2A1’A0’D4 + A2A1’A0D5 +A2A1A0’D6 + A2A1A0D7⽽由真值表可以导出Y的表达式为：Y = S1’S0’A’*0 +S1’S0’AB + S1’S0A’B + S1’S0A*1 + S1S0’A’B + S1S0’AB’ + S1S0A’*1 + S1S0A*0 令A2 = S1，A1 = S0，A0 = A, 即可得到：D0 = D7 = 0;D1 = D2 = D4 = B;D3 = D6 = 1;D5 = B’.将74LS197链接成⼗六进制作为电路的输⼊信号源后，令S1，S0，A，B分别接⼊QD，QC,QB,QA的信号。
逻辑图如下：实验过程：静态测试检查表⽰电路正常⼯作。
实验记录的波形对⽐如下。
数字电路实验四 利用MSI设计组合逻辑电路(二)
数字电路与逻辑设计实验报告实验三利用MSI设计组合逻辑电路(二)姓名：黄文轩学号：17310031班级：光电一班一、实验目的1.熟悉编码器.译码器数据选择器等组合逻辑功能模块的功能与使用方法。
2掌握用MSI设计组合逻辑电路的方法.二、实验器件1.数字电路实验箱数字万用表、示波器。
2.虚拟器件: 74LS151, 74LS00.三、实验预习1、使用数据分配器设计半加半减器半加半减器的真值表如下表所示：考虑到数据选择器的特性是根据传入的地址选择对应的数据，所以我们可以将S、A、B作为地址输入到74LS151的S2、S1、S0选择输入端，根据真值表的要求为D0~D7的数据输入端赋值(与高/低电平相连)，即可实现预期功能。
由于有两种不同的输出，我们需要两块74LS151来实现。
电路连接图如下所示：使用Multisum仿真检验正确性，以74LS197作为动态输入观察输出波形，仿真结果如下图所示：波形可以与真值表对应，我们判断这种电路接法是有效正确的。
二、使用74LS151设计逻辑单元逻辑单元的真值表如下图所示：74LS151输入端有三个，而目标逻辑单元有四个输入端，我们可以借助芯片的八个数据输入端置入第四个输入。
考虑对S1、S0、A的任一状态，输出Y可以表示为Y = f(B)的函数形式，因此只需要对每个状态，把B按照对应的逻辑接在D0~D7的数据输入端即可。
每个地址对应的逻辑如下表所示：这样我们可以得到使用一个与非门和74LS151芯片实现的逻辑单元，其电路图如下：使用Multisum仿真检验正确性，以74LS197作为动态输入观察输出波形，仿真结果如下图所示：同样实现了目标的逻辑功能，我们判断这种接法有效正确。
四、实验内容1、具体内容①AU(Arithmetic Unit,算术单元)设计，在实验箱上实现。
设计一个半加半减器，输入为S、A、B,其中S为功能选择口。
当S-0时输出A+B 及进位:当S=1时，输出A-B及借位。
实验三MSI组合功能器件的应用(一)
附录 2 预习报告与实验报告评价标准（总 100 分） 1.格式要求（25 分），指是否按照格式要求写作，是否有缺少某一项目，包括： （1）实验基本信息（10 分） 实验名称、实验目的、实验仪器设备、所需元器件 （2）具体内容（15 分） 实验原理、实验内容、仿真/硬件实验数据、仿真/硬件实验结论、实验注意事项 2.内容要求（65 分），指各部分内容是否按照要求填写，包括： （1）各项内容是否描述准确（15 分）
7
mi Di i 0
其引脚排列图如图 3-4 所示。
表 3-2 74HC151 功能表
输入
输出
E
S2S1S0
Y
1 ×××
0
0
000
D0
0
001
D1
0
010
D2
0
011
D3
0
100
D4
0
101
D5
0
110
D6
0
111
D7
16 15 14 13 12 11 10 9 VCC D4 D5 D6 D7 S0 S1 S2
A0，它们共有 8 种组合状态，即可译出 8 个输出信号Y 0 ~ Y 7 ，输出为低电平有效。其功能表如表 3-3 所示。
16 15 14 13 12 11 10 9
VCC Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6
74HC138
A0 A1 A2 E1 E2 E3 Y7 GND
(a)
1 2 3 4 (b)5 6 7 8
表3374hc138功能表附录1实验报告要求1结构实验名称目的与要求实验原理包括实验电路的设计方法系统框图原理图测试方案等要求在实验前完成不要大量抄实验讲义上已有的内容
数字电路实验三 利用MSI设计组合逻辑电路(一)
数字电路与逻辑设计实验报告实验三利用MSI设计组合逻辑电路(一)姓名：黄文轩学号：17310031班级：光电一班一、实验目的1.熟悉编码器.译码器数据选择器等组合逻辑功能模块的功能与使用方法。
2掌握用MSI设计组合逻辑电路的方法.二、实验器件1.数字电路实验箱数字万用表、示波器。
2.虚拟器件: 74LS197, 74LSI38. 74LS151,及各种门电路三、实验预习1、数据分配器考虑输入信号D为0和1的情况D=0：无论A、B、C输入如何，输出的F0--F7均为1D=1：地址信号ABC对应位置的输出为0，其他位置输出为1.这与74LS138正常工作时的逻辑相同。
因此我们只需要将D作为芯片工作与否的控制端即可。
即将D与G1连接，G——2——A——=G——2——B——=0。
就能实现目标功能。
使用Multisum仿真电路以验证接法的正确性：电路图如下所示：将仿真结果与数据分配器真值表对比：通过仿真过程我们可以看出，电路实现了将G1送来的数据只通过一条线反向送到输出端的功能。
二、基于门电路的半加半减器设计首先我们需要得到器件的真值表：基于真值表画出卡诺图并化简逻辑表达式：Y:C:根据卡诺图化简可以得到：Y=A⊕BC=(S⊕A)B这样我们可以得到使用一个与门和两个异或门实现的半加半减器，其电路图如下：使用Multisum仿真检验正确性，以74LS197作为动态输入观察输出波形，仿真结果如下图所示：波形可以与真值表对应，我们判断这种电路接法是有效正确的。
三、基于74LS138的半加半减器设计我们根据真值表得到，Q = S—A—B+ S—AB—+ SA—B+ SAB—, C = S—AB+ SA—B如果希望用74LS138的输出替代上述的逻辑表达式，我们使S与S2相连，A与S1相连，B与S0相连，则上式化简为Q=Y——1——*——Y——2——*——Y——5——*——Y——6——，C = Y——3——*——Y——5——.只需要将译码器中几个输出端接入与非门即可。
实验五_MSI时序功能件的应用(1)
输
Q0n +1 Q1n +1
出1 1 1 1 1 1
× × 0 1 0 0 1 1
× × 0 1 1 1 0 0
× 0 × ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
× × × × × × 1 0
× × × × 1 0 × ×
× × × × × × × × × × × ×
D0 D1 D2 D3
上翻 下翻 退出
0
0 保
0 持
0
D0
D1
Q0n Q0n
n Q2 n Q2
D2
Q1n Q1n Q3n Q3n
D3
Q2n
n Q2
× × × × × × × ×
1 0
× × × × Q1n
n × × × × Q1
1 0
74LS194的功能表 表1 74LS194的功能表
上翻 下翻 退出
南通大学电工电子实验中心
《数字电子技术实验》课程
利用左移； 利用左移； 左移 利用右移； 利用右移； 右移 利用右移 送数； 右移、 利用右移、送数；
上翻 下翻 退出
南通大学电工电子实验中心
《数字电子技术实验》课程
五、仪器与器材
（1）双踪示波器 （2）函数发生器 （3）电流稳压电源 （4）电路与数字实验箱 （5）主要器材 YB4320型 YB4320型 YB1638型 YB1638型 DF1701S型 DF1701S型 YB3262型 YB3262型 74LS160 74LS194 74LS112 74LS00 74LS74 1台 1台 1台 1台 2片 2片 2片 2片 1片 1片 1片 1片 1片 1片
上翻 下翻 退出
南通大学电工电子实验中心
《数字电子技术实验》课程
MSI组合逻辑电路
实验：MSI组合逻辑电路
一、实验目的
1.了解编码器、译码器、数据选择器的逻辑功能；
2.熟悉应用QuartusII软件完成数字系统自动化设计的基本方法与完整流程。
二、实验设备
计算机、EDA／SOPC试验箱
三、试验内容
用译码器74LS48和与非门实现指定逻辑函数
四、试验原理
设计如下图：
图10-1：74LS138和与非门实现指定逻辑函数电路原理图
五、实验结果
1.电路图和分析综合图
图1-2：74LS138和与非门实现指定逻辑函数电路原理图 2.功能仿真波形图
图1-3：仿真波形图
3.引脚锁定方案图
5.编程下载模式图
图1-5编程下载模式图
六、试验小节
通过本实验我对QuartusII软件有了初步的认识和了解，但是课后还需要更多练习，我才能熟练的使用QuartusII软件。
我们也了解了编码器、译码器、数据选择器的逻辑功能；本次试验成功的关键是要做好每一个步骤，确保每一个步骤的正确性，需要耐心
和细心，还要熟记很多单词。
这次试验也激发了我们学习的兴趣，和好奇心。
实验三_MSI组合功能器件的设计应用
(a) 国际逻辑符号
（b）惯用逻辑符号
74283逻辑符号
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被加数和加数均为4位二进制数; 二进制全加器可以进行多位连接使用; 可以组成全减器、补码器或实现其他逻辑功
能等电路.
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实验三 MSI组合功能器件的设计应用
实验目的 实验原理 设计举例 实验内容
仪器与器材
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一、实验目的 1、掌握数据选择器、译码器和全加器等 MSI的组合原理及基本功能； 2、掌握MSI组合功能件的应用。
A B DE A B C DE A B F AB C F
A0
&
&
D E
&
C F CF
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从上述例子可见，数据选择器的地址变量 一般的选择方式：
(1)选用逻辑表达式各乘积项中出现次数最 多的变量（包括原变量和反变量），以简化 数据输入端的附加电路；
南通大学电工电子实验中心数字电子技术实验课程退出二实验原理二实验原理数据选择器74153通用译码器74138全加器74283南通大学电工电子实验中心数字电子技术实验课程退出muxen1y2yst2dst数据输入选通输入选择输入74153选通输出a国际逻辑符号b惯用逻辑符号半片双4选1数据选择器74153的逻辑符号st南通大学电工电子实验中心数字电子技术实验课程退出一片74153中有两Fra bibliotek4选1数据选择器
实验六_MSI时序功能件的应用(2)
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实验五. MSI时序功能件的应用(2)
实验目的 实验原理 设计举例 实验内容
仪器与器材
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一、实验目的
• 掌握常用计数器的工作原理、逻辑功能和使用 方法； • 熟悉中规模集成计数器的应用。
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举例3.用74160实现十二进制的计数器。
借助同步置数功能（置值法）构成十二进制计数器，如 图示。要求M=12，因而多余的状态数为100-M=88。十进制 数88对应的码是10001000，于是如果在10011001状态下准 备好同步置数条件即CO=1，LD=0，则下一个CP计数脉冲上 升沿就能使计数值不变成00000000，而转为10001000，从 而构成置值法的十二进制计数器。
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三 设计举例
举例1.用74160实现十二进制的计数器。
借助“异步清零”功能构成十二进制计数器（如下图）。
M=12，因为10<M<100，所以用两片74160，两片的端直接与 计数脉冲相连，并将低位片（I）的进位输出CO送到高位片 （II）的计数控制端CTP和CTT。模12，当计数值为00010010 时，CR=0。
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74LS160（十进制可预置同步计数器）
异步清零功能； 同步并行置数功能； 同步十进制加计数功能； 保持功能
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MSI组合逻辑电路实验原理
1、利用74LS151设计三变量（A 、B 、C ）表决电路，同时 A 具有否决权，画出逻辑图，并验证功能 分析：74IS151逻辑框图逻辑表达式：K M7ns.一一一一二二当D0~D7取1时，Y等于不同最小项相加。
当D0~D7取0时，可将对于的最小项去除。
解：(1)逻辑抽象输入变量一A、B、C表三人的态度1 —表示同意，0—表示不同意输出变量一Y表表决结果1 —通过,0 —未通过(2)列出真值表A B C y0X X010001011110111 1 J1(3)写出函数式Y=AB'C+ABC'+ABC(4)选定器件的类型――数据选择器74LS151 (5)逻辑函数式的化简或变换Y (A A AJD 廿(AA A o) (A A 4) (A A A 0) D3 + (A A A o) D4 + (A A A om + (A A A o) D6 + (A A A o) D7 设定A2 =A , A1 =B,A o=C;D o=O,D 1 =0,D 2=0,D 3=0,D4=0,D 5 = 1,D 6 = 1,D 7 = 1,Y (A AA o)D o (AA A o) D< (A A A o) D2(A A A o) D3(A A A o) D4 (A A；A o)D5 (A A A o) D6 (A A A o) D7=(A'B'C't]o (A' B'C)Qo (A' BC')2 (A' BC)Qo(AB'C'A (AB'C)Do (ABC')d (ABC)h 二AB'C ABC' ABC(6)画出逻辑图2 I 00] s-34 Lo L/ 74LS1S1卩DD2、利用数据选择器 74LS151设计一个电路，能够查找一年局部电路连接（可看清管脚）：U1X15V 1W74LS151N实际电路连接:U174LS151N01234567 D & D D D D D D12个月中哪些月份有31天，哪些没有，画出逻辑图分析：74IS151逻辑框图KM解：(1)逻辑抽象输入变量一A、B、C、D 组合表示1-12月ABCD=0001~1100，分别表示1 月到12 月，如ABCD=1001 ,表示8月份。
数字电路第5章 常用MSI组合逻辑器件及其应用幻灯片
P
P a
a
=1 M
N
M M N
P 为输入脉冲，其工作频率50~60HZ a 为译码电路输出的一个段位显示控制信号 M 、N 为液晶电极控制信号
异或门将输入脉冲和段位显示控制信号相异或输出的信号，与 原输入脉冲产生一个M-N的交变电压，使液晶显示器正常显示字符。
点亮七段液晶数码管的方法与半导体数码管的类似。 19
1.工作原理
MSI：74LS151（8选1、互补输出）
D0
A1 A0 Y
D1
Y 0 0 D0
D2
0 1 D1
D3
A1 A0
1 0 D2 1 1 D3
Y=Di （地址选择信号A1A0决定Di）
CC14539、74LS153（双4选1）
2. 4选1数据选择器
当S1 0时，Y1 D1i
当S1
1时，Y 1
如双2线-4线译码器CC4555）
•利用使能端可将多片138级连使用，如进行4线-16线译码
12
第5章常用MSI组合逻辑器件及其应用
【例】 用两片74LS138接成4—16线译码器。
D3 D2 D1 D0
124
+5V
&
124
G2B G2A G1
&
74LS138(1)
01234567
74LS138(2)
数据选择器的逻辑功能的K图描述 例：八选一数据选择器CT74LS151的K图描述
5.1.2 编码器
1.普通编码器（不允许两个或两个以上的输入有效） 编 码：在选定的一系列二进制数码中，赋予数码特定含义的过程 编码器：执行编码功能的电路
5
第5章常用MSI组合逻辑器件及其应用 2.优先编码器（允许多个输入有效） 原理：对输入信号按优先顺序排队，当几个输入信号同时出现时， 只对其中优先权最高的一个信号进行编码 实例：8线－3线优先编码器74LS148（符号：P.112）的介绍：
实验三、组合逻辑控制器实验
实验三、组合逻辑控制器实验实验目的：通过看懂教学计算机中已经设计好并正常运行的几条典型指令（例如，ADD、SHR、OUT、MVRD、JRC、RET、CALA等指令）的功能、格式和执行流程。
其最重要达到的目的是：1.理解计算机控制器的功能、组成知识；2.深入的学习计算机各类典型指令的执行流程；3.对指令格式、寻址方式、指令系统、指令分类等建立具体的总体概念。
实验内容：1.完成控制器部件的教学实验，主要内容是有学生自己设计几条指令的功能、格式和执行流程，并在教学计算机上实现、调试正确。
2.首先是看懂TEC-XP教学计算机的功能部件组成和线路逻辑关系，然后分析教学计算机中已经设计好并正常运行的几条指令（例如，ADD、SHR、OUT、MVRD、JRC、CALA、RET等指令）的功能、格式和执行流程。
3.设计几条指令的功能、格式和执行流程，并在教学计算机上实现、调试正确。
例如ADC、JRS、JRNS、LDRA、STOR、JMPR等指令，可以从《TEC-XP教学计算机系统技术说明与实验知道》第二章给出的19条扩展指令中任意选择，当然也可以设计与实现其它的指令，包括原来己程序的基础上按照ABEL语言的要求添加新指令的控制信号，编译产生JED文件并下载到MACH芯片里。
软件的使用和下载参见附录。
4.单条运行指令，查看指令的功能、格式和执行流程。
现将教学计算机左下方的5个拨动开关置为11110，再按一下“RESET”按键，然后通过16位的数据开关（SWH、SWL）置入指令，按“START”按键单步送脉冲，通过指示灯观察控制信号的变化。
5.用控制程序的A、E（扩展指令必须用E命令置入）命令编写一段小程序，观察运行结果。
实验是将教学机左下方的5个拨动开关置为00110，运行编写的小程序。
观察终端显示的结果，检验设计的指令是否正确。
若与预定结果不符，可查看指令的功能、格式、执行、流程设计的是否正确。
实验步骤：1.接通教学机电源；2.将教学机左下方的5个拨动开关置为11110（单步、手动指令、组合、16位、联机）；3.按一下“RESET”按键；4.通过16位的数据开关SWH、SWL置入16位的指令操作码；5.在单步方式下，通过指示灯观察各类基本指令的节拍。
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15
14
3
4 5 6
12 4A
74LS153
13 12 11 10 9
74LS00
11 4Y 10 3B 9 3A 8 3Y
1D0
1Y
GND 7
GND 8
Y AB
Y7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
四、实验内容 基础实验：
1.用3线-8线译码器和与非门设计一个一位二进制全减器。 2.用4选1数据选择器和最少的与非门设计一个血型检测电路。 说明：输血时，输血者与受血者必须符合图1的规定，否则有生 命危险。 A A
输 B 血 者 AB O 受 血 AB 者 B O
ab–献血者血型
cd–受血者血型 a 0 0 0 0 0 0 1 1 1 b 0 0 0 0 1 1 0 0 1 c 0 0 1 1 0 1 1 1 1
真值表
1 - 符合献血规定 0 0 - O型 0 1 - A型 Y 0 – 不符合献血规定 1 0 - B型 1 1 - AB型 d Y 0 1 1 1 0 1 逻辑式： 1 1 1 1 Y ab abd abc abcd 1 1 0 1 1 1 1 1
11 10 2B 9 2A 8 2Y
1D 5
6
GND 7
GND 8
Y ABCD
74LS153 双4选1数据选择器
1ST A1 1D3 1D2 1D1
1 2 3 4 5 6 7 16
74LS00 四2输入与非门
1A 1B 1Y 2A 2B 2Y
1 2 14 VCC 13 4B
VCC 2ST A0 2D3 2D2 2D1 2D0 2Y
图1 正确的 输血流程图
提高实验：
3.用4选1数据选择器设计一个表示血型遗传规律的电路， 画出设计电路图，检测并记录电路功能。 血型遗传规律表 O 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 父母血型 A B AB 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 O 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 子女血型 A B AB 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1
&
1
d c 逻辑图
六、实验步骤
1.一位二进制全减器的设计 (1)按照下图接线；
+5V
(2)功能测试。
Ci(L5)
16 15 14 13 12 11 10 9
14 13 12 11 10 9 8
74LS138
1 2 3 4 5 6 7 8
74LS20
1 2 3 4 5 6 7
GND Ci –1 Bi Ai (K3) (K2)(K1) Di(L6)
输出
A1
A0
S1
0 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
Y 0 Y1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 Y 6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
Y ab abd abc abcd
设A1=a、A0=b 比较对照： Y D0 A1 A0 D1 A1 A0 D2 A1 A0 D3 A1 A0 则： D0 1、D1 d、D2 c、D3 cd Y a b A1 A0 Y 1 74LS153 S 2 D0 D1 D2 D3
实验三 MSI组合功能件的应用
一、实验目的
1.掌握数据选择器、译码器和全加器等MSI的使用方法；
2.熟悉MSI组合功能件的应用。
二、预习要求
根据实验内容，设计出电路，并画出逻辑图，标出管脚。
三、实验原理
1.数据选择器
数据输出
选择 输入 A1 A0 Y
1 2 74LS153
ST
D0 D1 D2 D3 数据输入
(1)根据设计的电路图连线； (2)功能测试。
七、实验报告要求
1.写出设计过程，包括叙述有关设计技巧，画出设计的 电路图； 2.记录检测结果，并进行分析。
八、实验仪器与器材
1.电子技术实验箱 2.基础实验器件： 74LS153 1片 74LS00 1片 1台
74LS138
1片
74LS20
1片
器件引脚图
Di
设A2=Ai、A1=Bi、A0=Ci-1
Ci
&
&
则： Di Y1 Y2 Y4 Y7
Ci Y1 Y2 Y3 Y7
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
74LS138 A0 A1 A2 S1 S2 S3 Ci-1 Bi Ai 1 0 逻辑图 0
2.献血电路的设计
74LS153 3线-8线译码器
A0 A1 A2 S3 S2 S1 Y7
1 2 3 4 5 6 7
74LS20 双4输入与非门
1A 1B 1C 1Y
1 2 14 VCC 13 2D
16
15 14
VCC Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6
3
4
12 2C
74LS138
13 12 11 10 9
74LS20
五、设计过程
1.一位二进制全减器的设计
Ai –被减数
Bi –减数
Ci -1 –来自低位的借位
真值表
Di –差 Ai 0 0 0 0 Bi 0 0 1 1 Ci -1 0 1 0 1
Ci –向高位的借位
Di Ci 0 0 1 1 1 1 0 1 Ai Bi Ci -1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 Di Ci 1 0 0 0 0 0 1 1
逻辑式：D Ai BiC Ai B m m m i i 1 i i i i i 1 1 2 4 7
Ci Ai BiCi 1 Ai Bi C i 1 Ai BiCi 1 Ai BiCi 1 m1 m2 m3 m7
2.献血电路的设计 (1)按照下图接线； b(K2)
+5V
(2)功能测试。
16 15 14 13 12 11 10 9
14 13 12 11 10 9 8
74LS153
1 2 3 4 5 6 7 8
74LS00
1 2 3 4 5 6 7
GND
a(K1) c(K3) d(K4) Y(L5)
3.血型遗传规律电路设计
选通 输入
ST 0时
Y D0 A1 A0 D1 A1 A0 D2 A1 A0 D3 A1 A0
2.译码器 译码输出
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
74LS138
A0 A1 A2 S1 S2 S3
译码输入
使能输入
74LS138功能表 输入 S 2 S 3 A2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1