组合逻辑电路设计实验

附：电路设计：
• 根据题意有输入变量 3个 输出变量 1个 • 画出三输入变量的真 值表 • 分析输入、输出间的 关系 • 写出逻辑表达式
A 0 0 0 0 1
B 0 0 1 1 0
C 0 1 0 1 0
Y
1
1 1
0
1 1
1
0 1
0 1 1 1 0 1 0 0
F ABC ABC ABC ABC
１ ０ ０ １
０
１ ０ １ ０
0 0 0 1 0 1 1 1
1
1
1
F ABC ABC ABC ABC
F ABC ABC ABC ABC
• 5、画出三输入变量的 卡若图 • 6、 填入 函数式 • 7、画圈，卡若图化简 • 8、最简逻辑表达式
BC A
0
00
01
11
10
要求： 完成理论设计，写出设计全过程， 不验证。
• 3、用与非门设计一个开关控制的报警电路。
某设备有A、B、C三个开关，当开关A接通时开关B 才能接通，开关B接通时开关C才能接通，违反操作规 程，则发出报警信号。 约定：开关闭合为“1”，断开为“0” 报警为“1”， 不报警为“0” 要求： 写出设计的全过程 画出设计电路图并实验验证
A B C
?
F
分析: 设：表决赞成为‘‘1”， 不赞成为 ‘‘０”
电路设计:
• １、根据题意有 输入变量 3个 输出变量 1个 • ２、写出三输入逻辑变 量的真值表 • 3、分析输入输出逻辑 关系 • 4、根据真值表写出逻 辑表达式
输 Ａ ０ ０
入 Ｂ ０ ０ Ｃ ０ １
输出 Ｆ
０
０ １ １ １
１
1 1 1 1
1
F AB AC BC
9、将与或式划成与非式： 10、画出逻辑电路图
AC
BC
AB
F AB AC BC F AB AC BC F AB AC BC
最简逻辑电路图： F AB BC AC
A
•
&
AB
F
B
&
BC
AC
&
C
&
选择实验芯片74LS00、74LS10各一片
• 思考题： 通过具体的电路设计，并验证后，你认为组合逻辑电路设 计的关键点或关键步骤是什么？
----完---2005年10月10日制
• 数字系统常用的部件：
组合逻辑电路 时序逻辑电路
• 二者的区别：
组合逻辑电路不含存储电路，无记忆功能。 时序逻辑电路是具有存储、记忆功能的电路。
输入 A0 组合逻辑电路
输出 Y0
A1
Y1
A2
Y2
• 组合逻辑电路的特点：
电路任一时刻的输出信号与该时刻的输入 信号有关，而与信号作用前的电路原状态 无关。
输出Z
S1
S0
且：当S1 S0 = 0 0 时， Z = 0 当S1 S0 = 0 1 时， Z = A 当S1 S0 = 1 0 时， Z A 当S1 S0 = 1 1 时， Z = 1
附电路设计：
• 根据题意有输入变量 3个 输出变量 1个 • 画出三输入变量的真 值表 • 分析输入、输出间的 关系 • 写出逻辑表达式 • 化简,画出逻辑电路图
1Y 1A 2Y 1B & 1C 1Y F
3Y
实验电路的连接：
• 将74LS00和 74LS10的缺 口方向朝左 插入IC插座 按实验电路 图连接电源线
将74LS00 的1B接2A, 2B接3A,3B 接1A
将74LS00 的1A接K3， 2A接K4，3A 接K5
将74LS00 的1Y、2Y、 3Y分别接 74LS10的 1A、1B、 1C 将74LS10 的1Y接输出 指示器LED
附：74LS10引脚图：
• 74LS00逻辑功能的测试：略 • 74LS10逻辑功能的测试：略
实验步骤和方法:
• 测试74LS00、 74LS10逻辑功能。（略） • 选择74LS00的1、2、3门，74LS10的1门，画出 实验电路图。
F AB BC AC
1A A 1B 2A B & 2B 3A C 3B & &
• 验证表3-1真值表
A 0 0 0 0 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 C 0 1 0 1 0 1 0 Y 0 0 0 1 0 1 1 T T T T T T T T
1
1
1
1
结论：电路实现预期的功能
电路故障的检查：
A B C Y
0
0 0 0 1
0
0 1 1 0
0
1 0 1 0
0 T
A
& S1
&
AS1
F >
A
0
00
01
11
10
1 1
1
1
1 S0
&
AS0
AS0
AS1
五、实验报告要求：
• 实验内容1为必做内容。 • 实验内容2为理论设计内容，不验证。 • 实验内容3、4电路设计题任选一题。 要求： 完整的设计步骤， 实验验证， 电路调试合格后，检查操作、评分。
• 总结组合逻辑电路设计方法。
2、组合逻辑电路的设计方法：
• 分析题意，确定逻辑命题中 的输入逻辑变量和输出逻辑 变量 ? 输入 ? 输出 • 根据输入逻辑变量列出真值 表 组合逻辑电路 • 分析真值表，得出输入、输 出的关系 • 写出输出函数的逻辑表达式， 并化简 注意:有几个输出变量, • 根据最简逻辑表达式画出逻 电路就有几个输出端 辑电路图
电路组装和调试：
• 写出实验芯片的型号 • 检查连接导线，测量门电路的逻辑功能，选择 好的逻辑门，画出实验电路图 • 组装实验电路 • 按设计真值表操作电路输入端,观察输出端，验 证结果 • 得出实验结论 • 电路的故障的排除（用逐点测试法）
3、设计举例：
• 用与非门设计一个三人无弃权的表决电路.
最简电路图： F AB BC
F ABC ABC ABC ABC
F AB BC F AB BC
A
& & F
BC A
0
00
01
11
10
A
AB
& &
1
1
1 B
1
1 C
&
B
BC
AB
BC
• 4、用与非门设计一个组合逻辑电路，其功 能示意如图所示：
输入A
控制信号
组合电路
实验
小规模组合逻辑 电路的应用
一 、实验目的：
• 掌握组合逻辑电路的设计及调试方法 • 了解用标准与非门实现逻辑电路的变 换方法及技巧
二、实验器材：
• • • • 集成电路 74LS00 二片 数字电路学习机 万用表 连接线若干
三、实验原理：
集成电路的分类：
• 集成逻辑门按其集成度分有： 小规模集成电路SSI，集成度<10个门电路 中规模集成电路MSI，集成度10----100门电路 大规模集成电路LSI，集成度100----1000门电路 超大规模集成电路VLSI，集成度>1000门电路
A 0 0 0 0
S1 0 0 1 1
S0 0 1 0 1
F
0 0
1 1 0 1 0 1
1
1 1 1
0
0 1 1
0
1 0 1
F AS1S 0 AS1S 0 AS1S 0 AS1S 0
最简电路图：
F AS1S 0 AS1S 0 AS1S 0 AS1S 0
A
S1S0
F AS0 AS1
0 T 0 T 1 T 0 T
1
1 1
0
1 1
1
0 1
1 T1 T 1源自F找出故障所在位置
电路设计演示完毕
四、实验内容：
• 1、测试74LS00集成逻辑门电路的逻辑功能。 • 2、设计一个能比较一位二进制数A与B大小的 比较电路，用L1、L2、L3分别表示三种状态， 即 L1（A>B)，L2 (A=B)，L3 (A<B)。