组合逻辑电路实验报告

组合逻辑电路实验报告 Prepared on 22 November 2020
实验报告
课程名称：数字电子技术基础实验 指导老师：樊伟敏 成绩：__________________ 实验名称：组合逻辑电路实验 实验类型：设计类 同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填）
二、实验内容和原理
（必填）
三、主要仪器设备（必填）
四、操作方法和实验步
骤
五、实验数据记录和处理
六、实验结果与分析
（必填） 七、讨论、心得
一．实验目的
1.加深理解全加器和奇偶位判断电路等典型组合逻辑电路的工作原理。

2.熟悉74LS00、74LS11、74LS55等基本门电路的功能及其引脚。

3.掌握组合集成电路元件的功能检查方法。

4.掌握组合逻辑电路的功能测试方法及组合逻辑电路的设计方法。

二、主要仪器设备
74LS00（与非门） 74LS55（与或非门） 74LS11（与门） 导线 电源 数电综合实验箱
三、实验内容和原理及结果
(一) 一位全加器
专业：工科实验班 姓名：（周三下午） 学号：
日期：地点：东三306
B-1
实验原理：全加器实现一位二进制数的加法，输入有被加数、加数和来自相邻低位的进位；输出有全加和与向高位的进位。

实验内容：用 74LS00与非门和 74LS55 与或非门设计一个一位全加器电路，并进行功能测试。

设计过程：首先列出真值表，画卡诺图，然后写出全加器的逻辑函数，函数如下：
；
；
1-i
Bi)C
(Ai
+
Bi
Ai
=
Ci
1-
Ci
Bi
Ai
=
Si⊕
⊕
⊕异或门可通过,
A
Bi
Ai AB
B+
=
⊕即一个与非门（74LS00），一个与或非门（74LS55）来实现。

，
，通过一个与或非门
1-i
1-i
1-i
Bi)C
(Ai
+
Bi
Ai
Bi)C
(Ai
+
Bi
Ai
Bi)C
(Ai
+
Bi
Ai
=
Ci⊕
⊕
=
⊕
用与非门）实现。

再取非，即一个非门（
仿真与实验电路图：仿真与实验电路图如图 1 所示。

实验数据记录以及实验结果
全加器实验测试结果满足全加器的功能，真值表：
A B C S Ci
0 0 0 0 0
0 0 1 1 0
0 1 1 0 1
0 1 0 1 0
1 1 0 0 1
1 1 1 1 1
1 0 1 0 1
1 0 0 1 0
图1
(二)奇偶位判断器
实验原理：数码奇偶位判断电路是用来判别一组代码中含 1 的位数是奇数还是偶数的一种组合电路。

实验内容：用 74LS00与非门和 74LS55 与或非门设计四位数奇偶位判断电路，并进行功能测试。

设计过程：首先列出真值表，画卡诺图，然后写出电路的逻辑函数，即 Z=A⊕B⊕C⊕D ，当代码中含1的位数为奇时，输出为1，二极管发光。

然后根据所提供的元
件（两个 74LS00与非门、三个 74LS55与或非门），对该逻辑函数进行转
化，使得能在现有元件的基础上实现该逻辑函数。

Z=((A⊕B)⊕(C⊕D)),可用
设计三个异或门来实现，即两个 74LS00与非门（实际用到了6个独立的与
非门）、三个 74LS55与或非门来实现。

仿真与实验电路图：仿真与实验电路图如图 2 所示。

图2
实验数据记录以及实验结果
A B C D L
0 0 0 0 0
0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1
(三) 数据选择器
实验原理：设计一个2选1数据选择器。

2个数据输入端和1个输出端Y 和1个选择输入端A 。

设A 取值分别0、1时，分别选择数据D1、D0输出。

实验内容：用 74LS00与非门设计数据选择器，并进行功能测试。

设计过程：输出的逻辑表达式为
芯片即可。

个与非门即一块，使用007441010LS D A AD D A AD Y •=+= 仿真与实验电路图：仿真与实验电路图如图3所示。

实验数据记录以及实验结果
图3
A D1 D0
Y
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 1 1
0 1 0 1
1 1 0 0
1 1 1 1
1 0 1 1
1 0 0 0
(四)密码锁
实验原理：设计一个密码锁。

密码锁上有三个按钮A、B、C。

要求当三个按钮同时按下，或 A、B 两个同时按下且C不按下，或A、B 中任一个单独按下且C不按下
时，锁就能打开（L＝1）；而当按键不符合上述组合状态时，将使报警灯亮
（E＝1）。

输出逻辑表达式C
A
C
B
AB
C
A
C
B
AB
L=
+
+
=，E=!L使用四片与非门和一个与门来实现。

实验内容：用 74LS00与非门和 74LS55 与或非门设计代码转换电路电路，并进行功能测试。

仿真与实验电路图：仿真与实验电路图如图4 所示。

图4
实验数据记录以及实验结果
A B C L E
0 0 0 0 1
0 0 1 0 1
0 1 1 0
1
0 1 0 1 0
1 1 0 1 0
1 1 1 1 0
1 0 1 0 1
1 0 0 1 0
以下为只仿真但没操作的实验
第七题：四舍五入电路，用于判别8421码表示的十进制数是否大于等于5。

设输入变量为ABCD，输出函数为L，当ABCD表示的十进制数大于等于5时，输出L为1，否
则L为0。

输出逻辑表达式为D
C
A
B
A
L+
=，实验原理图
第四题：设计一个报警电路。

某一机械装置有四个传感器A、B、C、D，如果传感器A的输出为1，且B、C、D三个中至少有两个输出也为1，整个装置处于正常工作状
态，否则装置工作异常，报警灯L亮，即输出L＝1
输出逻辑表达式为ACD
ABC
ABD
ACD
ABC
ABD
L+
+
=
+
+
=，即使用二片与或非门来实现。

原理图：
第六题: 设计一个判别电路:有两组代码
210
A A A 和
210
B B B ，判别两码组是否相等。

如果相等则
输出1信号；否则，输出0信号。

A2与B2进行同或比较，同样对A1、B1和A0、B0进行同或，最后把结果求余。

Y=表示同或其中⊗⊗⊗⊗),00)(11)(22(B A B A B A ，实验原理图：
第十题：设计一个组合逻辑电路，要求有三个输入A2A1A0,二个输出Y1Y0表示一个二进制
数，其值等于输入“1”的数目。

例如A2A1A0=110时，Y1Y0=10。

A2A0A1A2A0A1A2A0+A1A2+A0A1=Y 1••=;
与或非门实现代表同或，可通过两片⊗⊗⊗,A2A1A0=Y 0。

实验原理图：
第十三题路灯控制电路设计一个路灯控制电路，要求实现的功能是：当总电源开关闭合时，安装在三个不同地方的三个开关都能独立地将灯打开或熄灭；当总电
源开关断开时，路灯不亮。

)
(
)
)
(
((⊕
((
⊕
⊕
=,即通过2个与或非
+
⊕
)
=
+
)
D
C
B
C
A
D
B
A
C
B
D
B
D
C
Y)
个与非门得到D
)
C
+
⊕，在通过3个与非门得到最终结果
(
(⊕
B
D
C
B)
Y。

四、实验总结与收获
第一次做数电实验，总体感觉工作量很大。

1 前期用multisin仿真，关键是准确、简洁的写出输出的逻辑表达式，用最少的门电
路实现功能，多做几个典型例题后，其他题的化简就不用一步步从真值表入手，容易凭经验写出。

2 接线十分繁杂，可能连了好多，一个环节出了问题，便陷入困境，得重新来过，所以不要紧张，要小心确保导线与实验电路板接触良好，不要在一个插孔上连三个以上电线。

发生错误时要从后往前找问题，仔细分析，可能是芯片管脚没插对位置，也可能是接触不良。

3第一次做时间上也没把握好，会抽空去实验室做未操作的例题。