实验一组合逻辑电路分析与设计

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1、实验一组合逻辑电路分析与设计2016.10.5目录一、实验内容1.实验目的32.实验仪器及器件3分析设计及实验步骤1.组合逻辑电路的分析42.组合逻辑电路的设计63.实验步骤6三、实验结果及讨论总结71.实验结果72.讨论及思考题83.总结与心得9一、实验内容1.实验目的（1）掌握组合逻辑电路的分析方法，并验证其逻辑功能。（2）掌握纽合逻辑电路的设计方法，并能用最少的逻辑门实现之。（3）熟悉示波器与逻辑分析仪的使用。2.实验仪器及器件（1）数字电路实验箱、数字万用表、示波器（2）虚拟器件:74LS0074LS86J4LS19774LS

2、0074LS00A181Y1A2B2"四组2输入与非门A、B为输入端.Y为辑f74LS00IK厂（V即y=sbMJlLnA3B3Y3A4B4Y474LS86四组2输入异或门A、B为输入端.Y为输出端RPY=A«B74LS8674LS86A3B3Y3MB4Y474LS19711.74LS197Q302Q1QOCP0fWM74LS197可十六进制计数81CP0时钟笛入坡・Q0二邊创犒出CP1时钟输入廉・Q3Q2Q!八疋：冷出Q3〜Q0敛据输岀集P3〜？0敬据预良冷入旱FL并行■入控制靖MR浦零瑞二、分析设计及实验步骤1•组合逻辑电路的分析

3、：对已给定的组合逻辑电路分析其逻辑功能（1）由给定的纽合逻辑电路写函数式8421码（输入）循环码/格雷码（输出）Q3Q2Q1Q0G3G2G1GO00000000000100010010001100110010010001100101011101100101011101001000110010011101101011111011111011001010110110111110100111111000（2）对函数式进行化简或变换G3的卡诺图如卜IrnQ300011110000110010110110110100110G2的卡诺图如下:X

4、Q2Q3Q0Qb0011110000101010101110101100101G1的卡诺图如下:XQ2Q3qoq!0011110000011011100111100100011GO的卡诺图如下:XQ2Q3Q0Qb0011110000000011111110000101111由以上卡诺图进行化简町得G3=Q3G2=Q2©Q3G1=Q1©Q2GO=QO®QI（3）根据最简式列真值表G3二Q3Q3G30011G2=Q2©Q3Q2Q3G2000011101110G1=Q1㊉Q2QIQ2G2000011101110GO=QO㊉Q1Q

5、0Q1G2000011101110（4）确认逻辑功能根据已得逻辑表达式及真值表易知：G3与Q3相同，G2、Gl、GO的逻辑功能相当于界或门（即当两输入相同时输出0,两输入不同时输出1）2•组合逻辑电路的设计（1）真值表及函数式町见以上1.组合逻辑电路的分析（2）画出电路图四个输出DI、D2、D3、D4分别相当于G3、G2、Gl、G03•实验步骤（1）用逻辑开关模拟二进制代码输入，并把输出接“04”显示器（即是实验箱右上角的LED灯）检查电路，看电路是否正常工作。（2）川集成异步下降沿触发的异步计数器74LS197构成十六进制计数器作为

6、代码转换电路的输入信号源。74LS197的CPO接连续脉冲作为时钟输入，Q0与CP1连接，将莎、瓦接HIGH,则Q3、Q2、Q1和Q0就是十六进制计数器的输出。将Q3、Q2、Q1和Q0接LED灯,CPO接手动单步脉冲。十六进制计数器丁作正常后，将Q3、Q2、Q1和Q0连接到代码转换的输入端，作为8421码输入。注意：在把197的输出接入代码转换输入Z前，耍先断开原来作为8421码输入的逻辑开关。检杏电路是否正常工作。（3）用lOKHz的方波作为计数器的脉冲，用示波器观察并记录CP、Q3、Q2、QI、Q0和G3、G2、Gl>GO的波形。

7、注意：电压波形图之间的和位关系。三、实验结果及讨论总结1•实验结果测试得到的波形如F：注：各通道代表的波形如下D2——CPOD6——CP1&Q0（因为将CP1和Q0连接后只连了一条线接到示波器）D5Q1D3——Q2D7——Q3D9——GOD12——G1D13G2D10G3乙讨论及思考题（1）通过对比各个波形与真值表的关系，可以发现対应基本一致，所以实验结果基本符合预期。（2）从上面的波形图中可以看出个别波形（如D2和D9）出现了毛刺，且都是在上升沿与下降沿之间，可能是因为时钟信号对其他信号产牛了干扰而造成的。实验过程中不论如何调试毛刺

8、始终存在，所以也有可能是仪器本身的原因。（3）示波器上的波形总是不稳定，可以通过调节触发、通道、频率、水平方向上波的疏密来进行调整。（4）连接电路时，线多且杂乱，常常会出现连错线或忘记了对应的接口等情况，所以不要从开始就