实验三 组合逻辑电路教学文案
实验三 组合逻辑电路的设计(一)
实验三组合逻辑电路的设计（一）一、实验目的1．掌握用SSI器件设计组合逻辑电路的方法；2．熟悉各种常用MSI组合逻辑电路的功能与使用方法；3．掌握多片MSI组合逻辑电路的级联、功能扩展；4．学会使用MSI逻辑器件设计组合电路；5．培养查找和排除数字电路常见故障的初步能力。
二、实验器件1．74LS00 四二输入与非门74LS20 双四输入与非门2．74LS138 三线—八线译码器74LS139 双二线—四线译码器三、实验原理组合逻辑电路是最常见的逻辑电路，其特点是在任何时刻电路的输出信号仅取决于该时刻的输入信号，而与信号作用前电路原来所处的状态无关。
组合逻辑电路的设计，就是如何根据逻辑功能的要求及器件资源情况，设计出实现该功能的最佳电路。
在采用小规模器件（SSI）进行设计时，通常将函数化简成最简与—或表达式，使其包含的乘积项最少，且每个乘积项所包含的因子数也最少。
最后根据所采用的器件的类型进行适当的函数表达式变换，如变换成与非—与非表达式﹑或非—或非表达式﹑与或非表达式及异或表达式等。
在数字系统中，常用的中规模集成器件(MSI)产品有编码器﹑译码器﹑全加器﹑数据选择/分配器﹑数值比较器等。
用这些功能器件实现组合逻辑函数，基本采用逻辑函数对比方法。
因为每一种中规模集成器件都具有某种确定的逻辑功能，都可以写出其输出和输入关系的逻辑函数表达式。
在进行设计时，可以将要实现的逻辑函数表达式进行变换，尽可能变换成与某些中规模集成器件的逻辑函数表达式类似的形式。
下来我们介绍一下使用中小规模器件设计组合逻辑电路的一般方法。
四、组合电路设计原则及其步骤组合电路的设计是由给定的的逻辑功能要求，设计出实现该功能的逻辑电路，设计过程大致按下列步骤进行：（1）分析设计要求，把用文字描述的形式的设计要求抽象成输入、输出变量的逻辑关系；（2）根据分析出的逻辑关系，通过真值表或其他方式列出逻辑函数表达式；（3）根据题目提供给你的芯片，将逻辑函数化简到所需要的函数式；（4）画出逻辑电路图或电路原理图；对于MSI组合逻辑电路的设计是以所用MSI个数最少、品种最少，同时MSI间的连线也最少作为最基本的原则。
组合逻辑电路教案
组合逻辑电路教案一、教学目标1.理解组合逻辑电路的基本原理及其在数字系统中的应用。
2.掌握常见的组合逻辑电路的设计方法。
3.能够根据给定的真值表或逻辑表达式设计组合逻辑电路。
4.能够使用逻辑代数和卡诺图对组合逻辑电路进行优化。
二、教学内容1.组合逻辑电路的基本原理-组合逻辑电路是由门电路组成的。
-组合逻辑电路的输入和输出之间没有存储。
-组合逻辑电路的输出只与当前的输入有关，而与之前的输入无关。
2.组合逻辑电路的基本门电路-与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等。
-通过这些基本门电路可以构建出更复杂的组合逻辑电路。
3.组合逻辑电路的设计方法-根据给定的真值表设计。
-根据给定的逻辑表达式设计。
-使用逻辑代数和卡诺图进行优化设计。
4.组合逻辑电路的应用-码译器和译码器-多路选择器-加法器和减法器-共识电路和比较器-逻辑运算电路等。
三、教学过程1.导入环节-师生互动：通过举一些实际生活中的例子，让学生认识到组合逻辑电路的重要性和应用场景。
2.知识讲解-首先解释组合逻辑电路的基本原理，与存储逻辑电路的区别。
-然后介绍组合逻辑电路的基本门电路，以及它们的真值表和功能。
-接着详细介绍组合逻辑电路的设计方法，包括根据真值表和逻辑表达式设计，以及使用逻辑代数和卡诺图进行优化设计。
3.案例分析-通过几个具体的案例分析让学生理解组合逻辑电路的设计过程。
-在每个案例中，先给出问题的描述，然后给出真值表或逻辑表达式，最后引导学生设计出对应的组合逻辑电路。
4.拓展应用-引导学生思考组合逻辑电路的更多应用场景，例如时序电路、计数器等。
-通过讲解一些实际应用实例，激发学生的兴趣和创造力。
5.总结归纳-小结组合逻辑电路的基本原理、设计方法和应用。
-强调掌握了这些知识后，可以进行更复杂的数字系统的设计。
四、教学手段1.板书演示：通过板书演示真值表、逻辑表达式、逻辑代数和卡诺图的运用。
2.多媒体辅助教学：通过多媒体投影仪展示相关概念、案例和应用实例。
《组合逻辑电路》教案
《组合逻辑电路》教案一、教学目标1. 理解组合逻辑电路的基本概念和原理。
2. 掌握组合逻辑电路的分析和设计方法。
3. 能够运用组合逻辑电路解决实际问题。
二、教学内容1. 组合逻辑电路的基本概念：什么是组合逻辑电路，组合逻辑电路的特点。
2. 组合逻辑电路的原理：组合逻辑电路的构成，组合逻辑电路的工作原理。
3. 组合逻辑电路的分析方法：组合逻辑电路的分析步骤，如何判断组合逻辑电路的功能。
4. 组合逻辑电路的设计方法：组合逻辑电路的设计步骤，如何选择适当的逻辑门实现组合逻辑电路。
5. 组合逻辑电路的应用：组合逻辑电路在实际中的应用案例，如何利用组合逻辑电路解决问题。
三、教学方法1. 讲授法：讲解组合逻辑电路的基本概念、原理和分析方法。
2. 案例分析法：分析组合逻辑电路的实际应用案例，让学生更好地理解组合逻辑电路的应用。
3. 实践操作法：让学生通过实际操作，设计组合逻辑电路，提高学生的实际动手能力。
四、教学准备1. 教学PPT：制作组合逻辑电路的教学PPT，用于辅助讲解和展示。
2. 教学案例：准备一些组合逻辑电路的实际应用案例，用于分析。
3. 实验器材：准备一些逻辑门电路元件，让学生进行实践操作。
五、教学过程1. 导入：通过简单的逻辑门电路实例，引入组合逻辑电路的概念。
2. 讲解：讲解组合逻辑电路的基本概念、原理和分析方法。
3. 分析：分析一些组合逻辑电路的实际应用案例，让学生理解组合逻辑电路的应用。
4. 设计：让学生分组设计一些组合逻辑电路，并进行展示和讲解。
5. 总结：总结本节课的重点内容，布置课后作业。
六、教学评估1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对组合逻辑电路基本概念的理解程度。
3. 设计作业：评估学生设计的组合逻辑电路方案，检查其分析和实现能力。
七、教学难点与解决策略1. 组合逻辑电路的复杂性：通过实例分析和简化方法，帮助学生理解复杂的组合逻辑电路。
2. 设计方法的灵活运用：引导学生运用创造性思维，灵活运用设计方法。
组合逻辑门电路教案
一、教学目标1. 让学生了解组合逻辑门电路的基本概念和特点。
2. 使学生掌握组合逻辑门电路的组成原理和功能。
3. 培养学生运用组合逻辑门电路进行简单电路设计和分析的能力。
二、教学内容1. 组合逻辑门电路的基本概念介绍组合逻辑门电路的定义、特点和应用领域。
2. 组合逻辑门电路的组成原理讲解组合逻辑门电路的基本组成元件，如与门、或门、非门等，并介绍它们的符号和功能。
3. 组合逻辑门电路的功能分析组合逻辑门电路的工作原理，举例说明其在不同输入条件下的输出结果。
4. 组合逻辑门电路的设计与应用引导学生运用组合逻辑门电路设计简单的电路，如编码器、译码器、多路选择器等，并分析其工作过程。
5. 组合逻辑门电路的性能评估介绍组合逻辑门电路的主要性能指标，如真值表、卡诺图等，并学会利用这些工具对电路进行性能评估。
三、教学方法1. 采用讲授法，讲解组合逻辑门电路的基本概念、组成原理和功能。
2. 利用举例法，分析组合逻辑门电路在不同输入条件下的输出结果。
3. 采用实践法，让学生动手设计简单的组合逻辑电路，培养实际操作能力。
4. 运用讨论法，引导学生探讨组合逻辑电路的设计与应用，提高解决问题的能力。
四、教学准备1. 教学课件：制作组合逻辑门电路的相关课件，便于讲解和展示。
2. 实验器材：准备组合逻辑门电路的实验器材，如与门、或门、非门等。
3. 练习题库：编写组合逻辑门电路的练习题，巩固所学知识。
五、教学过程1. 导入新课：介绍组合逻辑门电路的基本概念和特点，激发学生的学习兴趣。
2. 讲解基本原理：讲解组合逻辑门电路的组成原理和功能，让学生了解其工作过程。
3. 举例分析：通过举例分析，使学生掌握组合逻辑门电路在不同输入条件下的输出结果。
4. 动手实践：引导学生动手设计简单的组合逻辑电路，培养实际操作能力。
5. 性能评估：介绍组合逻辑门电路的性能指标，学会利用真值表、卡诺图等工具对电路进行性能评估。
6. 课堂小结：总结本节课的主要内容，强调重点和难点。
《组合逻辑电路》教案
《组合逻辑电路》教案一、教学目标1. 理解组合逻辑电路的基本概念和原理。
2. 掌握组合逻辑电路的分析和设计方法。
3. 能够运用组合逻辑电路解决实际问题。
二、教学内容1. 组合逻辑电路的基本概念：什么是组合逻辑电路，组合逻辑电路的特点。
2. 组合逻辑电路的原理：组合逻辑电路的运作原理，组合逻辑电路的输入输出关系。
3. 组合逻辑电路的分析和设计方法：如何分析组合逻辑电路，如何设计组合逻辑电路。
4. 组合逻辑电路的应用：组合逻辑电路在实际问题中的应用案例。
三、教学方法1. 讲授法：讲解组合逻辑电路的基本概念、原理和分析设计方法。
2. 案例分析法：分析组合逻辑电路的应用案例，让学生更好地理解组合逻辑电路的实际应用。
3. 互动教学法：引导学生积极参与课堂讨论，提问和解答问题，提高学生的理解和应用能力。
四、教学准备1. 教材或教学资源：准备相关的教材或教学资源，以便学生能够更好地学习组合逻辑电路的知识。
2. 教学工具：准备必要的教学工具，如黑板、投影仪等，以便进行清晰的演示和讲解。
五、教学过程1. 导入：通过简单的实例或问题引入组合逻辑电路的概念，激发学生的兴趣和好奇心。
2. 讲解基本概念：讲解组合逻辑电路的定义和特点，让学生了解组合逻辑电路的基本概念。
3. 讲解原理：讲解组合逻辑电路的运作原理和输入输出关系，让学生理解组合逻辑电路的工作机制。
4. 分析和设计方法：介绍如何分析和设计组合逻辑电路，让学生学会运用组合逻辑电路解决实际问题。
5. 应用案例分析：分析组合逻辑电路在实际问题中的应用案例，让学生更好地理解组合逻辑电路的实际应用。
6. 课堂练习：给出一些组合逻辑电路的实际问题，让学生进行练习和思考，巩固所学的知识和技能。
7. 总结和复习：对所讲的内容进行总结和复习，让学生加深对组合逻辑电路的理解和记忆。
8. 布置作业：布置一些组合逻辑电路的相关作业，让学生进一步巩固和应用所学的知识。
六、教学评价1. 评价方法：通过课堂表现、作业完成情况和期末考试来综合评价学生对组合逻辑电路的理解和应用能力。
《组合逻辑电路的设计》教学设计
《组合逻辑电路的设计》教学设计电类教研组王晓林2011年11月25日一、本教学设计体现的教育教学理念1．突出能力本位将德育渗透于专业课程的教学过程中，将职业技能与职业知识有机结合，在增强学生专业能力的基础上，着力培养学生职业情感、职业态度与团队协作精神，促进良好职业素养的形成，通过对三人表决电路的研究性设计，激发和提高学生开展研究性学习的动机与能力，从而提高学生专业能力、方法能力和社会能力等综合职业能力与就业创业能力。
2．体现实践主线课程实施紧紧围绕项目和任务来开展，充分体现任务引领、行为导向的项目化课程的思想。
以常用电子仪器仪表、典型数字芯片为载体，按强能力、宽基础要求展开教学，让学生在掌握电路装接与调试技能的同时，引出相关专业理论知识，使学生在技能训练过程中加深对专业知识与专业技能的理解和应用。
3．凸显以人为本教学目标的确立将学生学习基础和课程标准有机结合；课程实施的过程符合职教育学生形象思维能力强的特点，突出以教师为主导、学生为主体的教育教学理念，贯彻“做中学、学中做”的主导思想；教学效果的评价体现过程性、特质性和发展性等多元评价思想。
二、本教学设计的依据1．江苏省惠山中等专业学校及电信工程系“五”课评比，“两”课竞赛活动2．《江苏省职业教育课程改革行动计划》的文件。
3．以江苏省教育科学研究院职业教育与终身教育研究所开发的《职业教育课程开发及项目课程设计》为技术指导。
4、《国务院关于大力发展职业教育的决定》中提出：“职业教育要坚持以就业为导向，深化职业教育改革。
”三、本教学设计的背景分析《组合逻辑电路的设计》教学设计方案是依据《数字电子技术项目教程》中的项目一任务：三人表决器电路的设计与调试——来编写的。
在学习该内容之前，学生已经掌握了数码与数制、逻辑函数、逻辑门电路、仪器仪表的使用方法及焊接电子电路的工艺。
同时，学生对数字集成芯片也有一定的了解。
本教学设计课时为2节，以理、仿、实一体的形式进行。
《组合逻辑电路》教案
《组合逻辑电路》教案课程名称：组合逻辑电路授课时间：4学时（2小时理论+2小时实践）目标学生：高级中学电子技术专业学生一、课程目标：1.了解组合逻辑电路的基本概念和特点；2.掌握基础的组合逻辑门电路的设计方法；3. 能够使用Karnaugh图进行组合逻辑优化设计；4.能够应用组合逻辑电路解决实际问题。
二、教学内容及计划：第一学时：1.课程介绍和内容概述（10分钟）-简要介绍组合逻辑电路的定义、特点和应用领域。
2.组合逻辑门电路的基本概念（30分钟）-介绍与组合逻辑电路相关的布尔代数基础知识；-介绍基本的组合逻辑门电路（与门、或门、非门）的功能和真值表。
3.组合逻辑门电路的设计原理（40分钟）-介绍组合逻辑电路的设计原理，包括使用真值表进行设计和化简布尔代数表达式；-通过示例演示布尔代数表达式的化简方法。
4.组合逻辑电路的应用案例（20分钟）-介绍组合逻辑电路在计算机、通信等领域的应用案例；-分析应用案例中的问题和需求，引出后续课程的设计任务。
第二学时：1. 组合逻辑电路设计的Karnaugh图法（40分钟）- 介绍Karnaugh图的原理和基本操作；- 示范使用Karnaugh图进行组合逻辑电路的优化设计。
2.组合逻辑电路的设计实例（40分钟）-给出一个实际问题作为设计任务，要求学生设计一个相应的组合逻辑电路解决问题；- 指导学生使用Karnaugh图和其他设计方法进行优化设计。
第三学时：1.实践操作：搭建组合逻辑电路（40分钟）-学生根据前两节课学习的内容，使用逻辑门芯片和连接线搭建一个给定布尔表达式的组合逻辑电路。
2.讨论和总结（20分钟）-学生互相分享自己的设计和搭建经验；-教师进行总结，强调设计思路和方法。
第四学时：1.教师课堂点评和评估（30分钟）-教师对学生的实际搭建结果进行点评和评估；-针对设计和搭建过程中的问题进行讨论和解答。
2.学生作业布置（10分钟）-布置小组作业，要求学生设计一个特定功能的组合逻辑电路，并撰写设计报告。
《组合逻辑电路》公开课教案
《组合逻辑电路》公开课教案一、教学目标：1. 让学生了解组合逻辑电路的基本概念和特点。
2. 让学生掌握组合逻辑电路的分析和设计方法。
3. 培养学生运用组合逻辑电路解决实际问题的能力。
二、教学内容：1. 组合逻辑电路的基本概念2. 组合逻辑电路的特点3. 组合逻辑电路的分析和设计方法4. 组合逻辑电路的应用实例5. 组合逻辑电路的仿真实验三、教学过程：1. 导入：通过简单的生活实例，引发学生对组合逻辑电路的好奇心，激发学习兴趣。
2. 讲解：讲解组合逻辑电路的基本概念、特点和分析设计方法，结合实例进行解释。
3. 互动：引导学生参与课堂讨论，提出问题，共同探讨组合逻辑电路的应用场景。
4. 实践：分组进行组合逻辑电路的仿真实验，让学生动手操作，加深对知识的理解。
四、教学方法：1. 讲授法：讲解基本概念、特点和分析设计方法。
2. 案例分析法：通过实例讲解组合逻辑电路的应用。
3. 互动教学法：引导学生参与课堂讨论，提高学生的思考能力。
4. 实验教学法：进行组合逻辑电路的仿真实验，培养学生的动手能力。
五、教学评价：1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的发言和讨论情况，评估学生的参与程度。
2. 实验报告：评估学生在仿真实验中的操作能力和对知识的理解程度。
3. 课后作业：检查学生对课堂内容的掌握情况。
4. 期末考试：检验学生对本节课知识的总体掌握情况。
六、教学资源：1. 教材：《组合逻辑电路》相关章节。
2. 课件：制作组合逻辑电路的课件，用于辅助讲解。
3. 实验设备：计算机、仿真实验软件。
4. 网络资源：查找相关的教学视频、案例，用于课堂拓展。
七、教学环境：1. 教室：宽敞、明亮的教室，配备计算机和投影仪。
2. 实验区：配备计算机和仿真实验软件的实验区。
八、教学进度安排：1. 第一课时：介绍组合逻辑电路的基本概念和特点。
2. 第二课时：讲解组合逻辑电路的分析和设计方法。
3. 第三课时：讲解组合逻辑电路的应用实例。
4. 第四课时：进行组合逻辑电路的仿真实验。
- 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)。
实验三组合逻辑电路(常用门电路、译码器和数据选择器)
一、实验目的
1．掌握组合逻辑电路的设计方法
2．了解组合逻辑电路的冒险现象与消除方法
3．熟悉常用门电路逻辑器件的使用方法
4．熟悉用门电路、74LS138和74LS151进行综合性设计的方法
二、实验原理及实验资料
（一）组合电路的一般设计方法
1．设计步骤
根据给出的实际逻辑问题，求出实现这一逻辑功能的最简单逻辑电路，这就是设计组合逻辑电路时要完成的工作。
组合逻辑电路的一般设计步骤如图3.1所示。
图3.1 组合逻辑电路的一般设计步骤
设计组合逻辑电路时，通常先将实际问题进行逻辑抽象，然后根据具体的设计任务要求列出真值表，再根据器件的类型将函数式进行化简或变换，最后画出逻辑电路图。
2. 组合电路的竞争与冒险（旧实验指导书P17～20）
（二）常用组合逻辑器件
1．四二输入与非门74LS00
74LS00为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图3.2所示。
它共有四个独立的二输入“与非”门，每个门的构造和逻辑功能相同。
图3.2 74LS00引脚排列及内部逻辑结构
2．二四输入与非门74LS20
74LS20为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图3.3所示。
它共有两个独立的四输入“与非”门，每个门的构造和逻辑功能相同。
图3.3 74LS20引脚排列及内部逻辑结构
3．四二输入异或门74LS86
74LS86为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图3.4所示。
它共有四个独立的二输入“异或”门，每个门的构造和逻辑功能相同。
图3.4 74LS86引脚排列及内部逻辑结构
3．3线－8线译码器74LS138
74LS138是集成3线－8线译码器，其功能表见表3.1。
它的输出表达式为
i A B i
Y G G G m 122（i ＝0，1，…7；m i 是最小项），与基本门电路配合使用，它能够实现任何三变量的逻辑函数。
74LS138为双列直插16脚塑料封装，外部引脚排列如图3.5所示。
图3.5 74LS138引脚排列
4．8选1数据选择器74LS151
74LS151是一种典型的集成电路数据选择器，它有3个地址输入端CBA ，可选择D 0 ～D 78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 。
其功能表见表3.2，外部引脚排列如图3.6所示。
它的同相输出表达式为（m i 是最小项；Di 是数据输入），它能够实现任何三变量的逻辑函数。
图3.6 74LS151引脚排列
三、实验设备与器件
设备：THHD-2型数字电子技术实验箱、示波器 器件：74LS00、74LS20、74LS86、74LS138、74LS151 四、实验内容及步骤
1．设计一个监测信号灯工作状态的逻辑电路，每一组信号灯由红、黄、绿三盏构成，其正常工作状态如图3.7所示，其余状态为故障状态，故障状态时要发出报警信号。
要求用74LS151实现电路。
i i
i 0
Y G m D ==∑7
代表灯亮代表灯灭
图3.7 正常工作状态
(1) 逻辑抽象。
红、黄、绿三盏信号灯的状态为输入变量，分别用R、Y、G表示，并规定灯亮时为1，
灯灭时为0；故障信号为输出变量，用Z表示，并规定正常工作状态下Z为0，发生故障时Z为1。
(2) 列真值表于表3.3。
(3) 选定逻辑器件。
按题目中要求，用74LS151实现
(4) 将函数式化简、变换。
根据真值表填卡诺图化简，并将化简结果进行变换，变换成“与非”形式。
(5) 画出逻辑电路图。
(6) 连线与验证。
按照逻辑电路图和器件的引脚图连接电路，并对电路进行静态和动态测试，消除冒
险现象。
2．实现一位全加器。
(1) 按照组合逻辑电路的一般设计步骤，用基本门电路（74LS00、74LS20、74LS86）实现一位全加器。
(2) 用异或门和与非门实现
(3)用1片74LS138和1片74LS20实现一位全加器。
用2片74LS151实现一位全加器。
3．用74LS151和74LS138组成8通道传输系统。
要求：将某路信号先送入74LS151的某个数据输入端，再通过地址选择将信号输出，然后将此输出接入74LS138的某个使能端，再通过地址选择将信号从相应地址输出端输出。
试画出设计电路，并监测电路功能。
在CBA＝000～111八种状态下，在地址码对应的输入端加f＝1KHz的脉冲信号，用示波器观察和记录该输入端及地址码对应的输出端的波形。
4．用74LS151和74LS138组成3位并行数码比较器，被比较的3位二进制数自拟。
五、实验报告
1．实验预习
（1）熟练掌握组合逻辑电路设计的一般步骤。
（2）了解74LS00、74LS20、74LS86、74LS138、74LS151的功能表、引脚图和使用注意事项，熟练掌握使用它们实现逻辑函数的方法。
（3）完成实验的预习报告，包括：实验目的、实验设备、布置实验内容及步骤、原始数据记录表格及图形。
2．实验及数据处理
（1）根据布置实验内容认真完成实验中的各项任务，仔细观察实验中的各种现象并加以分析。
（2）列出真值表，画出完整的电路原理图，记录实验波形，并对这些数据进行分析。
3．思考题
（1）什么情况下必然存在静态0型险象？如何消除？
（2）什么情况下必然存在静态1型险象？如何消除？
4．实验的注意事项及主要经验教训。