实验4 组合逻辑电路设计

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1、数字逻辑与电路实验学号:123012010080姓名:黄武松Email:1053756676@qq.com2年月日实验四组合逻辑电路研究(设计性实验)一、实验目的1.掌握用SSI器件实现组合逻辑电路的方法。2.熟悉各种MSI组合逻辑器件的工作原理和引脚功能。3.掌握用MSI组合逻辑器件实现组合逻辑电路的方法。4.进一步熟悉测试环境的构建和组合逻辑电路的测试方法。二、实验所用仪器设备1.Multisim10中的虚拟仪器2.QuartusII中的功能仿真工具3.GW48-EDA实验开发系统三、实验说明1.组合逻

2、辑电路的设计一般可按以下步骤进行(1)逻辑抽象:将文字描述的逻辑命题转换成真值表。(2)选择器件类型:根据命题的要求和器件的功能决定采用哪种器件。(3)根据真值表和所选用的逻辑器件写出相应的逻辑表达式:当采用SSI集成门电路设计时,为了使电路最简,应将逻辑表达式化简,并变换成与门电路相对应的最简式;当采用MSI组合逻辑器件设计时,则不用化简,只需将由最小项构成的函数式变换成MSI器件所需要的函数形式。(4)根据化简或变换后的逻辑表达式及选用的逻辑器件画出逻辑电路图。2.常见的SSI和MSI的型号(1)常见的

3、SSI:四2输入异或门74LS86,四2输入与非门74LS00,六非门74LS04,二4输入与非门74LS20,四2输入或非门74LS02,四2输入与门74LS08等。(2)常见的MSI:二2-4译码器74LS139,3-8译码74LS138,4-16译码器74LS154,8-3线优先编码器74LS148,七段字符译码器74LS248,13数字逻辑与电路实验学号:123012010080姓名:黄武松Email:1053756676@qq.com2年月日四位全加器74LS283,四2选1数据选择器74LS15

4、7,双4选1数据选择器74LS153,8选1数据选择器74LS151,16选1数据选择器74LS150等。四、实验内容(一)基本命题1.设计一个多输出的逻辑网络,它的输入是8421BCD码,它的输出定义为:(1)F1:检测到输入数字能被3整除。(2)F2:检测到输入数字大于或等于4。(3)F3:检测到输入数字小于7。自选逻辑器件,列出设计步骤,画出逻辑电路图,记录测试结果。解:(1)逻辑器件:二-十进制译码器74HC52三输入端与非门7410八输入端与非门7430指示灯(2)由已知的命题得到以下的真值表表1

5、输入输出DCBAF1F2F30000001000100100100010011101010001101010110110111011101110000101001110表1(3)根据真值表的输入、输出的关系,选定元器件,设计电路图图113数字逻辑与电路实验学号:123012010080姓名:黄武松Email:1053756676@qq.com2年月日图1(4)根据测试,输出的结果如下表2输入输出DCBAX1X2X30000不亮不亮亮0001不亮不亮亮0010不亮不亮亮0011亮不亮亮0100不亮亮亮0101

6、不亮亮亮0110亮亮亮0111不亮亮亮1000不亮亮不亮1001亮亮不亮表22.用8-3线优先编码器74LS148、七段字符译码器74LS248和数码管组成编码、译码、显示电路;编码器8个数据输入端接至8个编码开关,自拟实验步骤,记录实验结果,说明电路具备的功能。13数字逻辑与电路实验学号:123012010080姓名:黄武松Email:1053756676@qq.com2年月日(1)逻辑设计器材:电源、开关、8-3线优先编码器74LS148、七段字符译码器74LS248和数码管组,以及500欧姆电阻(2)

7、根据题目要求,设计如下的电路图图2(3)图2(3)记录实验结果开关数码管J6J2J1J3J4J5J7J8显示*******00******011*****0112****01113***011114**0111115*01111116011111117111111117表313数字逻辑与电路实验学号:123012010080姓名:黄武松Email:1053756676@qq.com2年月日(4)电路功能说明:该电路有八个控制输入的开关,控制输入的高低电平,如表3所示的,八个端对应的是8-3线优先编码器74L

8、S148八个输入端,然后连接七段字符译码器74LS248的三个输入端,达到的功能是通过改变输入的高低电平,控制数码管的显示。(二)扩展命题(每人选1题)1.用异或门74LS86和四位全加器74LS283实现有符号三位全减器(实验电路参考下图),要求用译码显示电路显示其差,并将结果填入表3.2中。表3.2A4A3A2A1B4B3B2B1数码显示结果0000000000000000000011000100000010

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