实验二 组合逻辑电路分析与设计new

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1、实验二组合逻辑电路分析与设计一、实验目的1.掌握组合逻辑电路的分析方法与测试方法；2.掌握组合逻辑电路的设计方法。二、实验预习要求1.熟悉门电路工作原理及相应的逻辑表达式；2.熟悉数字集成电路的引脚位置及引脚用途；3.预习组合逻辑电路的分析与设计步骤。三、实验原理通常，逻辑电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。电路在任何时刻，输出状态只决定于同一时刻各输入状态的组合，而与先前的状态无关的逻辑电路称为组合逻辑电路。1．组合逻辑电路的分析过程，一般分为如下三步进行：  （1）由逻辑图写出输出端的逻辑表达式；

2、    （2）画出真值表；    （3）根据对真值表进行分析，确定电路功能。2．组合逻辑电路的一般设计过程为图实验2.1所示。设计过程中，“最简”是指电路所用器件最少，器件的种类最少，而且器件之间的连线也最少。实际逻辑问题真值表卡诺图化简最简逻辑表达式逻辑电路图逻辑代数化简逻辑抽象图实验2.1组合逻辑电路设计方框图四、实验仪器设备1．TPE－ADⅡ实验箱（+5V电源，单脉冲源，连续脉冲源，逻辑电平开关，LED显示，面包板数码管等）1台；2．四两输入集成与非门74LS002片；3.四两输入集成异或门74LS86

3、1片；4.两四输入集成与非门74LS203片。五、实验内容及方法1．分析、测试74LS00组成的半加器的逻辑功能。（1）用74LS00组成半加器，如图实验2.2所示电路，写出逻辑表达式并化简，验证逻辑关系。半加和：=进　位：（2）列出真值表。AB0000011010101101    （3）分析、测试用异或门74LS86与74LS00组成的半加器的逻辑功能，自己画出电路，将测试结果填入自拟表格中，并验证逻辑关系。真值表：AB0000011010101101逻辑函数表达式：半加和：=进　位：＆。＆。=1AB··

4、用异或门74LS86与74LS00组成的半加器图实验2.2由与非门组成的半加器电路2．分析、测试全加器电路，设计用74LS86和74LS00组成全加器电路，用异或门、与门和或门组成的全加器如图实验2.3所示，将测试结果填于真值表内，验证其逻辑关系。    全加和:进位：图实验2.3全加器电路图00000001010100101110100011011011010111113．设计：用“与非门”设计一个表决电路。当四个输入端中有3个或4个“1”时输出为“1”其步骤如下。（1）写出真值表。表实验2.1真值表输入输

5、出输入输出ABCDZABCDZ00000100000001010010001001010000110101110100011000010101101101100111010111111110    （2）用卡诺图化简。00011110000000010010110111100010    （3）写出逻辑表达式，Z=ABC+BCD+ACD+ABD。    （4）用“与非门”构成的逻辑电路图。图实验2.4表决电路逻辑图4．学生自行设计：设计一个对两个两位无符号二进制数进行比较的电路，根据第一个数是否大于、等于、小

6、于第二个数，使相应的三个输出端中的一个输出为“1”。答：分别选取第一个数为A，B第二个数为C，D；为AB大于CD；为AB等于CD；为AB小于CD；分别去ABCD从0000到1111分共16可能性写出、、的值。为1为有效。即作出数字电路真值表。真值表输入输出输入输出ABCDF1F2F3ABCDF1F2F3000001010001000001001100110000100011010010001100110110010100100110010001010101101100011000111101000111001

7、1111010卡诺图:00011110000111010011110000100010:00011110001000010100110010100001:00011110000000011000111101101100逻辑函数表达式：逻辑电路图：　　　　　　　　　　　　　　　六、实验报告1.整理实验数据并填表，对实验结果进行分析。答：实验结果与理论结果相符。2.总结组合逻辑电路的分析与设计方法。答：分析步骤：1．给定逻辑电路→输出逻辑函数式一般从输入端向输出端逐级写出各个门输出对其输入的逻辑表达式，从而写出整

8、个逻辑电路的输出对输入变量的逻辑函数式。必要时，可进行化简，求出最简输出逻辑函数式。2．列真值表将输入变量的状态以自然二进制数顺序的各种取值组合代入输出逻辑函数式，求出相应的输出状态，并填入表中，即得真值表。3．分析逻辑功能通常通过分析真值表的特点来说明电路的逻辑功能。设计方法：1．分析设计要求→列真值表根据题意设输入变量和输出函数并逻辑赋值，确定它们相互间的关系，然后将输入变量以自然二进制数顺序的