半加器和全加器

实验半加器和全加器

一、实验目的：

1．学会用电子仿真软件Multisim7进行半加器和全加器仿真实验。

2．学会用逻辑分析仪观察全加器波形：

3．分析二进制数的运算规律。

4. 掌握组合电路的分析和设计方法。

5．验证全加器的逻辑功能。

二、实验准备：

组合电路的分析方法是根据所给的逻辑电路，写出其输入与输出之间的逻辑关系(逻辑函数表达式或真值表)，从而评定该电路的逻辑功能的方法。一般是首先对给定的逻辑电路，按逻辑门的连接方法，逐一写出相应的逻辑表达式，然后写出输出函数表达式，这样写出的逻辑函数表达式可能不是最简的，所以还应该利用逻辑代数的公式或者卡诺图进行简化。再根据逻辑函数表达式写出

W=..........................................3.5.1 A

B

AB

AB

WC

X=.........................................3.5.2 W

WC

C

X

Y=..........................................3.5.3

XD

D

XD

2.进行化简：

A

W+

=........................................

AB

=

+

B

AB

B

A

B

A

............3.5.4

X+

W

+

W

C

=....................…..3.5 C

+

=

+

A

A

ABC

C

C

B

B

C

A

B

.5

B

C

D

A

B

Y

X

C

D

X

D

A

=D

+

=

+

+

D

+

+

ABC

A

B

C

D

C

D

B

+...........................…...3.5.6

A

+

A+

A

C

D

BCD

AB

CD

B

3. 列真值表：

4.功能说明：

逻辑图是一个检奇电路。输入变量的取值中，有奇数个1 则有输出，否则无输出。

组合电路的设计目的就是根据实际的逻辑问题，通过写出它的真值表和逻辑函数表达式，最终找到实现这个逻辑电路的器件,将它们组成最简单的逻辑电路。

例如：设计半加器逻辑电路。

1. 进行逻辑抽象：

如果不考虑的来自低位的进位将两个1位二进制数相加，称为半加。设A 、B 是两个加数，S 是它们的和，Ci 是向高位的进位。则根据二进制数相加的规律，可以写出它们的真值表如表3.5.2所示。

表3.5.2：

2. 写出逻辑函数式：

⎩⎨

⎧=⊕=+=AB

Ci B

A B A B A S ................................................3.5.7

3. 选定器件的类型：

可选异或门来实现半加和；可选两片与非门(或一片与门)实现向高位

三、计算机仿真实验内容：

1. 测试用异或门、与门组成的半加器的逻辑功能：

(1). 按照图3.5.3所示，从电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条中调出所需元件：其中，异或门74LS86N 从“TTL ”库中调出；与门4081BD_5V 从“CMOS ”库中调出。指示灯从电子仿真软件Multisim7基本界面左侧右列虚拟元件库中调出，X1选红灯；X2选蓝灯。

图3.5.3

(2). 打开仿真开关，根据表3.5.3改变输入数据进行实验，并将结果填入表内。

输入输出

A B S Ci

0 0

0 1

1 0

1 1

2. 测试全加器的逻辑功能：

(1). 从电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条中“ CMOS”库中调出或门4071BD_5V、与门4081BD_5V；从“TTL”库中调出异或门74LS86D，组成仿真电路如图3.5.4所示。

图3.5.4

(2). 打开仿真开关，根据表3.5.4输入情况实验，并将结果填入表内。

输 入 输 出

A B 1 i C S i C 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1

3. 用逻辑分析仪观察全加器波形：

(1). 先关闭仿真开关，在图3.5.4中删除除集成电路以外的其它元件。 (2). 点击电仿真软件Multisim7基本界面右侧虚拟仪器工具条中的“Word Generator ”按钮，如图3.5.5(左图)所示，调出字信号发生器图标(右图)“XWG1”，将它放置在电子平台上。

图3.5.5