实验一组合逻辑电路设计

电子信息工程刘晓旭 2011117147 实验一组合逻辑电路设计（含门电路功能测试）

一．实验目的

1掌握常用门电路的逻辑功能。

2掌握用小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法。

3掌握组合逻辑电路的功能测试方法。

二．实验设备与器材

数字电路实验箱一个

双踪示波器一部

稳压电源一部

数字多用表一个

74LS20 二4 输入与非门一片

74LS00 四2 输入与非门一片

74LS10 三3 输入与非门一片

三 .实验任务

1对74LS00,74LS20逻辑门进行功能测试。静态测试列出真值表，动态测试画出波形图，并说明测试的门电路功能是否正常。

2分析测试1.7中各个电路逻辑功能并根据测试结果写出它们的逻辑表达式。

3设计控制楼梯电灯的开关控制器。设楼上，楼下各装一个开关，要求两个开关均可以控制楼梯电灯。

4某公司设计一个邮件优先级区分器。该公司收到有A,B,C，三类邮件，A,类的优先级最高，B类次之，C类最低。邮件到达时，其对应的指示灯亮起，提醒工作人员及时处理。当不同类的邮件同时到达时，对优先级最高的邮件先做处理，其对应的指示灯亮，优先级低的暂不理会。按组合逻辑电路的一般设计步骤设计电路完成此功能，输入输

实验一：

（1）74LS00的静态逻辑功能测试

实验器材：直流电压源，电阻，发光二极管，74LS00，与非门，开关，三极管

实验目的：静态逻辑功能测试用来检查门电路的真值表，确认门电路的逻辑功能正确与否

实验过程：将74LS00中的一个与非门的输入端A,B分别作为输入逻辑变量，加高低电平，观测输出电平是否符合真值表描述功能。

电路如图1：

图1

真值表1.1：

实验问题：与非门的引脚要连接正确，注意接地线及直流电源

实验结果：由二极管的发光情况可判断出74LS00 实现二输入与非门的功能

（2）71LS00的动态逻辑功能测试

实验器材：函数发生器，示波器，74LS00，与非门，开关，直流电压源

实验目的：测试74LS00与非门的逻辑功能

实验内容：动态测试适合用于数字系统中逻辑功能的检查，测试时，电路输入串行数

字信号，用示波器比较输入与输出信号波形，以此来确定电路的功能。实验时，与非门输入端A 加以频率为1KHz 的脉冲信号波形，另一端加上开关信号，观测F 输出波形是否符合功能要求。

电路如图2： U1A

74LS00D

VCC

5V

J1Key = A

XFG1

XSC1

A

B E x t T r i g

++_

_+_

图2

波形如图3

图3

实验结果：输出波形与输入波形同为方波；且输出高低电平与输入恰好相反，故可

得74LS00实现与非门的功能

实验二：分析测试1.7中个电路的逻辑功能，并根据测试结果写出它们的逻辑表达式（1）逻辑图a

实验目的：测定逻辑图a的电路功能

实验器材：直流电压源，开关，74LS00与非门

实验内容：根据电路逻辑图画出电路图，由测试结果写出逻辑表达式

电路如图4

2.5 V

图5

真值表

表1.2

实验结果：所得逻辑表达式为：F=AB

（2）逻辑图b

实验目的：测定逻辑图b的电路功能

实验器材：直流电压源，开关，74LS00与非门

实验内容：根据电路逻辑图画出电路图，由测试结果写出逻辑表达式

电路如图6

图6

真值表

表1.3

实验结果：所得表达式为F= AC+AB+BC

实验三:设计控制楼梯电灯的开关控制器。设楼上，楼下各装一个开关，要求两开关可控制楼梯电灯。

实验目的：设计控制楼梯电灯开关的控制器。亮开关A,B,可独立控制电灯，1代表开关闭合，2代表开关打开。

实验器材：直流电源，74LS00 开关，电灯

实验内容：分析真值表，写出逻辑关系式，得到ＡＢ是异或的关系，据此设计出

电路图，连接好图，并进行调试，开关控制高低电平，改变输入，记录实验数据

进行分析；并改进电路图，再次调试，达到要求的逻辑功能。

电路如图7：

2.5 V

图7

真值表： 图所示电路可满足题设要求，达到A,B 均可独立控制的作用

实验四：优先级区分器

实验目的：某公司设计一个邮件优先级区分器。该公司收到有A,B,C ，三类邮件，A,类的优

先级最高，B 类次之，C 类最低。邮件到达时，其对应的指示灯亮起，提醒工作人员及时处理。当不同类的邮件同时到达时，对优先级最高的邮件先做处理，其对应的指示灯亮，优先级低的暂不理会。按组合逻辑电路的一般设计步骤设计电路完成此功能，输入输出高低电平代表邮件到达。输出端驱动发光二极管指示。

实验器材：直流电源，开关，74LS05非门，74LS08或门

实验原理：A 的优先级最高，B 类次之，C 类最低。故优先级高的控制优先级低的。所以A

控制B 和C.B 控制C

实验内容：接好电路图

1）依次调节各邮件分类到达时的情况，观察指示灯的情况，记录数据。 2）设计两种邮件和三种邮件同时到达的情况，观察指示灯的情况，记录数据 3)分析实验数据，改进电路。

电路如图8所示：

图8

实验结果：可以达到实验目的，实现邮件优先级区分的功能。