数字逻辑实验报告

哈尔滨师范大学数字逻辑实验报告

姓名：刘瑞鹏

学号：2014041040

年级：2014级

班级：计科一班

专业：计算机科学与技术

学期：2015——2016学年

计算机科学与信息工程学院

实验报告

学生姓名：刘瑞鹏学号：2014041040指导教师：赵松

实验1 基本门电路的功能和特性

及组合逻辑电路实验

【实验名称】基本门电路的功能和特性及组合逻辑电路实验

【实验学时】4学时

【实验目的】

掌握常用集成门电路的逻辑功能与特性

掌握各种门电路的逻辑符号

了解集成电路的外引线排列及其使用方法

学习组合逻辑电路的设计及测试方法

【实验内容】

部分TTL门电路逻辑功能验证

组合逻辑设计之全加器或全减器

【实验设备】

数字逻辑实验箱

双踪示波器（记录波形时，应注意输入、输出波形的时间相位关系，在座标中上下对齐。）

集成电路：7400、7404、7432、7486

【实验步骤】

1) 在实验箱上插入相应的门电路，并把输入端接实验箱的逻辑开关，输出端接发光二极管，接好电源正负

极，即可进行逻辑特性验证实验。将其逻辑特性制成表格。

2) 用7400连接的电路如图1.1所示，其中M端输入HZ级的连续脉冲，N端输入KHZ级的连续脉冲，X

和Y接逻辑开关，在XY的四种输入组合下，用示波器观测A、B及F点的波形，并记录下来，写出F=f （M、N、X、Y）的逻辑表达式。

3）实验电路如图1.2所示，在X端加入KHZ级的数字信号，逻辑开关AB为00、01、10、11四种组合下，用示波器观察输入输出波形，解释AB对信号的控制作用。

4) 用7486和7400搭出全加器或全减器电路，画出其电路图，并按照其真值表输入不同的逻辑电平信号，

观察输出结果和进位/借位电平，记录下来。

思考题：第二题

用7486和7400设计一个可控制的半加/半减电路，控制端X=0时，为半加器，X=1时为半减器。搭出电路并验证其运算是否正确。

【实验原理】

1）组合逻辑电路的分析：对已给定的组合逻辑电路分析其逻辑功能。

步骤：（1）由给定的组合逻辑电路写函数式；

（2）对函数式进行化简或变换；

（3）根据最简式列真值表；

（4）确认逻辑功能。

2）.组合逻辑电路的设计：就是按照具体逻辑命题设计出最简单的组合电路。

步骤：（1）根据给定事件的因果关系列出真值表；

（2）由真值表写函数式；

（3）对函数式进行化简或变换；

（4）画出逻辑图，并测试逻辑功能。

掌握了上述的分析方法和设计方法，即可对一般电路进行分析、设计，从而可以正确地使用被分析的电路以及设计出能满足逻辑功能和技术指标要求的电路。

3）全加器/全减器相对半加器/半减器而言，考虑了进位/借位的情况，因此，输入端分别有三个，An（被加数/被减数），Bn（加数/减数）和Cn-1（低一位的进位/借位）。

全加器的逻辑函数表达式

0 0 0 0

0 0 1 1 0 0 1 0 1 0

0 1 1 0 1

1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1

B i

C i-1 A i =1

=1

&

S i

C i

【实验数据记录及结果分析】

1)经测试，发现所有发光二极管发光时都是高电平，低电平时不发光。

2）对于本实验步骤2：

当X或Y等于1时，发光二极管与脉冲同步闪烁；

当X=0且Y=0时，发光二极管始终不发光。

真值表

M N X Y A B F

1 1 0 0 1 1 0

1 1 0 1 1 0 1

1 1 1 0 0 1 1

1 1 1 1 0 0 1

实验结果

M N X Y A B F

亮亮0 0 亮亮熄

亮亮0 1 亮熄亮

亮亮 1 0 0 亮亮

亮亮 1 1 0 熄亮

实验结果与真值表完全相同

3）对于本实验步骤3：

X A B Y

0 0 0 0

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 1 0

1 0 0 0

1 0 1 1

1 1 0 0

1 1 1 1

4）按电路图搭好电路，依次调节三个输入端，观察输出端和借位端，记录下来：输入序列输出借位

000 灭灭

001 亮灭

010 亮灭

011 灭亮

100 亮灭

101 灭亮

110 灭亮

111 亮亮

结果与真值表完全相同。

【思考题】：2、用7486和7400设计一个可控制的半加/半减电路，控制端X=0时，为半加器，X=1时为半减器。搭出电路并验证其运算是否正确。

X A i B i S i C i

0 0 0 0 0

0 0 1 1 0

0 1 0 1 0

0 1 1 0 1

1 0 0 0 0

1 0 1 1 1

1 1 0 1 0

1 1 1 0 0

X\AB 00 01 11 10

0 0 1 0 1

1 0 1 0 1

X\AB 00 01 11 10

0 0 0 1 0

1 0 1 0 0

因此，逻辑表达式：

逻辑电路图：

Ai

Si

Bi

Ci

Ai Bi X 输出借位

0 0 0 灭灭

0 0 1 亮灭

0 1 0 亮灭

=1

=1

& &