电路与电子技术仿真与实践 实验3.2 组合逻辑电路设计1

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1、实验3.2组合逻辑电路设计1数字电子技术实验1.学习数字电路的集成芯片的使用方法。一、实验目的2.熟悉组合逻辑电路设计过程。1.要求利用一片74LS00芯片（含有4个“与非”门）设计实现一个“异或”功能的电路。二、实验任务3.初步掌握利用小规模集成逻辑芯片设计组合逻辑电路的一般方法。2.实现自备电站中发电机启停控制电路设计，电路功能为：某工厂有三个车间和一个自备电站，站内有两台发电机X和Y，Y的发电量是X的两倍，如果一个车间开工，启动X就可满足要求；如果两个车间同时开工，启动Y就可满足要求；若三个车间同时开工，

2、则X和Y都应启动，试设计一个用“异或”门（74LS86）控制X、“与或非”门（74LS54）及“非”门（74LS04）芯片控制Y的启停电路。数字电路实验箱(74LS00、74LS86、74LS54、74LS04数字集成芯片、脉冲源)、数字万用表、示波器、导线。三、实验设备(a)外封装图左边一个半圆小缺口，管脚顺序是从左下脚逆时针数起。输入一般用A、B、C……表示,输出用Y、F表示ＮＣ(管脚3和11)是空脚,表示该引出线没有使用。(b)双4输入“与非”门引脚图74LS20四、实验原理及步骤“与或非”门（74LS5

3、4）芯片管脚图介绍因为是“与或非”门，根据“或非”门的特点：有“1”出“0”、全“0”出“1”，所以对于74LS54多余的“或”门管脚必须接地处理,不能悬空，以防门被“关闭”。对于小规模集成电路的芯片的多余输入端的处理,根据逻辑门的逻辑特点在门不被关闭时允许悬空，悬空相当于逻辑“1”。24P管脚插座实验箱介绍接线以芯片管脚为准，注意插座序号与实际芯片管脚序号的区别.ABF=1名称表达式逻辑符号特点“非”门Y＝有“0”出“1”有“1”出“0”“或非”门Y＝A+B有“1”出“0”全“0”出“1”“与非”门Y＝A·B

4、有“0”出“1”全“1”出“0”“异或”门Y＝AB相同出“0”不同出“1”常用集成门电路的特点输出发光二极管公共端接地共阴极回路，高电平有效输入电路输入:16路白色钮子开关置“H”表示逻辑“1”,置“L”表示逻辑“0”输出:16路发光二极管亮表示逻辑“1”,二极管灭表示逻辑“0”输出电路输入(白色钮子开关)“0”:UiL=0.0V～0.02V“1”:UiH≈5V逻辑电位“0”:UOL=0.0V～0.4V“1”:UOH=2.4V～3.6VTTL:CMOS:“0”:UOL=0.0V～0.25V“1”:UOH≈5V

5、(接5V电源时)输出TTL:74LSXX,74XX,74HXX,74SXX电源Vcc:接5VGND:接地CMOS:74HC,CCXXXXVDD:3～18V(可接5V)VSS:接地电源型号根据题目输入和输出要求及相互关系，进行逻辑抽象,即说明逻辑变量；组合逻辑电路1的设计步骤：列出真值表；用公式法或卡诺图化简，写出满足给定的芯片的逻辑表达式；用逻辑符号画出该逻辑表达式的逻辑电路图。组合逻辑电路1的特点：由小规模集成电路逻辑门芯片构成；电路的输出只与电路当前输入有关。逻辑抽象★输入变量：分别用A、B、C等表示★输出

6、变量：用F、Y或题目指定符号表示根据题意“1”：表示高电平报警，则“0”表示不报警“0”：表示低电平报警，则“1”表示不报警假设“1”：表示……“0”：表示……“1”：表示……可用实验箱发光二极管作报警信号指示任务一：一片74LS00芯片实现“异或”功能查管脚图，一片74LS00芯片，含有4个独立的“与非”门，要实现“异或”功能必须化简成≤4个“与非”门的组合来实现。ABF000110110110真值表化简过程和逻辑表达式逻辑电路输入变量：A、B、C（分别表示三盏灯）假设“0”：表示不亮灯“1”：表示亮灯列真值

7、表逻辑抽象举例：设计一个照明工作状态的逻辑电路电路由红、黄、绿三盏灯组成。正常工作时，只允许有一盏灯点亮；在其它的点亮状态时要求发出故障信号。(用“与或非”门74LS54和“非”门74LS04实现）输出变量：用F表示“1”：表示报警“0”：表示正常假设写出输出F的最小项的表达式，用公式法或卡诺图化简成满足给定的芯片的逻辑表达式。用卡诺图化简化简过程和逻辑表达式用“与或非”门(74LS54)实现因为74LS54的表达式是：它是由4个“与”门，经“或非”后输出的所以多出的一个“与”门,为了满足“或非”门不被关闭，必

8、须将它接地处理。对于“与”门中多出的输入端，为了满足门不被关闭,可接“1”处理或悬空处理。★对照逻辑表达式(3个“与”门经“或非”后输出),★用“与或非”门(74LS54)及“非”门(74LS04)实现的F：YY=ABBCAC即：++输出为什么?逻辑电路1.用万用表档、电阻2K挡或将导线连接+5V电源与输出发光二极管等方法检查导线导通情况，当万用表发出蜂鸣声、阻值示数约为0或发光二极管