经典组合电路的设计及译码器、数据选择器的应用
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实验二组合电路的设计及译码器、数据选择器的应用
说明：本次实验实验室提供的TTL器件如下：
1)用门电路设计一个密码锁。（选作）
密码锁的密码可以由设计者自行设定，设该锁有规定的4位二进制代码A3A2A1A0的输入端和一个开锁钥匙信号B的输入端，当B=1（有钥匙插入）且符合设定的密码时，允许开锁信号输出Y1=1（开锁），报警信号输出Y2=0；当有钥匙插入但是密码不对时，Y1=0，Y2=1（报警）；当无钥匙插入时，无论密码对否，Y1=Y2=0。
2)用门电路实现以下功能的组合电路。(必做)
工厂有三个车间，每个车间各需1KW电力，共有两台发电机供电，一台是1KW，另一台是2KW。三个车间经常不同时工作，有时只一个车间工作，也可能有两个车间或者三个车间工作，为了节省资源，又保证电力供应，请设计一个逻辑控制电路，能自动完成配电任务。
3)用门电路设计一个能对4路数据进行任意选择的数据选择器。（选做）
设4路数据分别为A1=1，A2=逻辑开关，A3=1Hz脉冲信号，A4=点动脉冲。要求写出设计全过程。
4)用译码器实现多输出函数(74LS138)。（必做）
用1片74LS138和1片74LS20设计A、B、C三变量的两组输出函数Z1和Z2.即当A、B、C中有奇数个1时，输出Z1＝1,否则Z1＝0；当A、B、C的值（十进数）为偶数（不含0）时，输出Z2＝1,否则Z2＝0。要求列出Z1、Z2的逻辑表达式，用74LS138和74LS20实现其功能。
5)用74LS138设计判决电路。（选做）
判决电路由一名主裁判和两名副裁判来决定比赛成绩，在主裁判同意并且两名副裁判中至少有一名同意的条件下，比赛成绩才被认可。
6)用74LS153构成2线-4线译码器。（选做）
7)用74LS153实现一位全加器。（必做）
用一块74LS153及门电路实现一位全加器，输入用3个开关分别代表A、B、CI，输出用2个指示灯分别代表CO、S1。要求写出设计过程，画出逻辑图，并按表，观察2个指示灯的变化，记录结果。
表1 一位全加器实验结果
8)利用八选一数据选择器（74LS151）实现一个输血者血型和受血者
血型符合输血规则的电路，输血规则如表1所示。（必做）
表2 输血规则表
输血者
血型编码A00 B01 AB10 O11
受血者
血型编码A00 B01 AB10 O11
从规则可知，A型血能输给A、AB型，B型血能输给B、AB型，AB型血只能输给AB型，O型血能输给所有四种血型。设输血者血型编码是X1X2，受血者血型编码是X3X4，符合输血血型规则时，电路输出F为1，否则为0。
附录D ：常用数字集成电路管脚排列及逻辑符号
1A 1B 1Y 2A 2B 2Y 4A
4B
4Y
3A
3B
3Y
GND
V
图D-1 74LS00四2输入与非门 图D-2 74LS01四2输入与非门（OC ）
8
9
10
11
1
2
12
13
3
14
4
5
6
7
4Y
GND
4A
5Y
6A
6Y
5A
V CC
1A 1Y 2A 2Y 3A 3Y 。
1。
1
。
1
。
1
。
1
。
1
图D-3 74LS02四2输入或非门 图D-4 74LS04六反相器
8
910
11
121213
314
4567GND
&
&
&
&
1A 1B 1Y 2A 2B 2Y 4A
4B
4Y
3A
3B
3Y
V CC
8
9
10
11
1212
13
314
4567
1C 1Y
3C
3B
3A
3Y
1A 1B 2A 2B 2C 2Y GND
Vcc 。&&&。。
图D-5 74LS08四2输入与门 图D-6 74LS10三3输入与非门
8
9
10
11
1111
2
2
3
3
4
4
5
6
7
Vcc 2D
2C
2B
2A
2Y
1A 1B 1C 1D 1Y GND
。
&。
&
N
N
1A 1B 2Y 2A 2B 3Y
3A
3B
4Y
4A
4B
GND
V CC
8
9
10
11
1111
2
2
3
3
4
4
5
6
7
1Y 1
1
1
1
≥≥≥≥
图D-7 74LS20双4输入与非门 图D-8 74LS32四2输入或门
8
9
10
11
1212
13
314
45
6
7
≥1
。
A C D E F N GND
N
N
B
H
G
Y
V CC
D R S D Q
2D R 1 1D 1CP 1 1Q 1 S D Q
GND D Q
CP 8
9
10
11
1111
2
2
3
3
4
4567
Q
O
O
D Q
CP Q O
O
D R D S D D R S Vcc 2 2D 2CP 2 2Q
图D-9 74LS54 4路2-2-2-2输入与或非门 图D-10 74LS74双上升沿D 型触发器
1A
1B
2Y
2A
2B
3Y
3A
3B
4Y
4A
4B
GND
V CC
8
9
10
11
1111
2
2
3
3
4
4
5
6
7
1Y
=1
=1
=1
=1
910
11
1111
2
2
3
3
4
45
6
7
8
115
6
Vcc D
2R D
22K
21J
22Q
1R CP
CP 1K 1J S D
11Q 1Q 2Q GND K J
CP
D D
Q
Q R S
S D
。
。。
。。。
K CP
J
D
R D
S
Q
Q
图D-11 74LS86四2输入异或门 图D-12 74LS112双下降沿J-K 触发器