数字逻辑实验、知识点总结(精编文档).doc

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数字逻辑实验报告、总结

专业班级：计算机科学与技术3班 学号：41112115 姓名：华葱

一、 实验目的

1． 熟悉电子集成实验箱的基本结构和基本操作

2． 通过实验进一步熟悉各种常用SSI 块和MSI 块的结构、

各管脚功能、工作原理连接方法

3． 通过实验进一步理解MSI 块的各输入使能、输出使能的

作用（存在的必要性）

4． 通过实验明确数字逻辑这门课程在计算机专业众多课

程中所处的位置，进一步明确学习计算机软硬件学习的

主线思路以及它们之间的关系学会正确学习硬件知识

的方法。

二、 实验器材

1． 集成电路实验箱

2． 导线若干

3． 14插脚、16插脚拓展板

4． 各种必要的SSI 块和MSI 块

三、 各次实验过程、内容简述

（一） 第一次实验：利用SSI 块中的门电路设计一个二进制一

位半加器

1. 实验原理：根据两个一位二进制数x 、y 相加的和与

进位的真值表，可得：和sum=x 异或y ，进位C out =x

×y 。相应电路：

2. 实验内容：

a) 按电路图连接事物，检查连接无误后开启电源

b) 进行测试，令

Sum

Cout

y>={<0,0>,<0,1>,<1,0>,<1,1>}，看输出位sum

和C out 的变化情况。

c) 如果输出位的变化情况与真值表所述的真值相

应，则达到实验目的。

（二） 第二次实验：全加器、74LS138译码器、74LS148编码器、

74LS85比较器的测试、使用，思考各个输入、输出使能

端的作用

1. 实验原理：

a) 全加器

i. 实验原理：

在半加器的基础上除了要考虑当前两个二进制为相

加结果，还要考虑低位（前一位）对这一位的进位

问题。由于进位与当前位的运算关系仍然是和的关

系，所以新引入的低位进位端C in 应当与当前和sum

再取异或，而得到真正的和Sum ；而进位位C out 的

产生有三种情况：

C in >={<1,1,0>,<1,0,1>,<0,1,1>},也就是说当x 、y 、

C in 中当且仅当其中的两个数为1，另一个数为0的

时候C out =1，因此：C out =xy+xC in +yC in 得电路图（也

可以列出关于C in 的真值表，利用卡诺图求解C in 的

函数表达式）：

ii. >的8中

指，y ，C in

x y C in Sum C out

iii. 如果输出位的变化情况与真值表所述的真值相

应，则达到实验目的。

b) 74LS138译码器

i. 实验原理：译码器是一个能够将一串序列号（我

个人理解为地址）所对应的有序编号（按照某种

认为约定）进行表达的电子逻辑器件，74LS138

译码器是译码器的一种，它能够将一个与十进制

整数值等值的二进制序列翻译为相应的十进制

值，将信号输出在相应的数据线上。原理：每一

个一位（0~7）十进制值Y i 都对应一个三位二进

制序列的表达，也就对应一个极小项m i ，即

Y i =m i ，则可根据m i 对应的三个输入变量组合设

计门电路（例如Y 5=m 5=ABC ）。将这8个十进制

值都做这样的门电路设计，在进行相应的封装、

集成，就形成了这种3-8译码器，其外部逻辑状

态如图所示：

ii. 实验内电路，将使能端按={A,B,C 组成的极小项| m i

0≤i ≤7}测试译码器，观察各个输出端Y i 是否正

确输出，如果能，则达到实验目的。

iii. 思考：G 1,G 2A ,G 2B 作用。

1. G 1的作用：G 1在3-8译码器中起开启/封锁各

与门的作用，它的存在决定了该3-8译码器

芯片是否工作，因此如果需要拓展译码输入

的位数由3位到多位，则需要利用该使能端。__ 。 。 。 。 。 。 。 。

如：若需要设计一个4线-16线译码器，则可

用最高位N 3控制G 1，因为如果N 3为0则表

明输入实际上是3位二进制，译码只许一块

3-8译码器，但如果N 3为1则表明输入为4

位二进制，则需要开启第二块74LS138工作，

因此可以通过N 3的值驱动第二块74LS138，

所以N 3可以接到第二块74LS138的G 1端。

2. G 2A 的作用：如1所述，当N 3的值为1（N 3

N 2N 1N 0所对应的十进制大于7了），则第二

块74LS138需要启用，但由于Y i 的i > 7因此

第一块74LS138不再有译码输出，因此第一

块74LS138需要被封锁，这如果用第一块

74LS138的G 1来控制，这将会破坏译码器器

件使能输入的一致性（标准性）影响将来进

一步的级联拓展（这将在3中具体说明）。

G 2A 的存在就解决了这个问题，N 3可以通过

G 2A 来控制第一块74LS138的工作状态，而不

影响整个4线-16线译码器的使能。

3. G 2B 的作用：考虑到整个4线-16线译码器的

使能控制以及译码器器件输入使能的一致

性，即人们希望设计出来的4线-16线译码器

能够像74LS138一样具有三个使能端，第一

个高有效，第二、三两个低有效，这样可以

方便进一步的级联扩展，则有必要存在一个

低有效使能端作为整个4-16译码器的第一个

低有效使能端，而3-8译码器的G 1和G 2A 已

被占用，不能承担此项工作，这就是G 2B 存

在的意义。

4. 其实根据我个人的理解，G 1,G 2A ,G 2B 存在的意

义并不是为方便级联拓展，因为级联的含义

是前一个译码器的输出作为后一个译码器的