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时间:2018-10-24
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1、东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:计算机结构与逻辑设计实验第一次实验实验名称:组合逻辑电路院(系):专业:姓名:学号:实验室:实验组别:同组人员:实验时间:2015年10月29日评定成绩:审阅教师:一、实验目的①认识数字集成电路,能识别各种类型的数字器件和封装②掌握小规模组合逻辑和逻辑函数的工程设计方法③掌握常用中规模组合逻辑器件的功能和使用方法④学习查找器件资料,通过器件手册了解器件⑤了解面包板的基本结构、掌握面包板连接电路的基本方法和要求⑥了解实验箱的基本结构,掌握实验箱电源、逻辑开关和LED点平指示的用法⑦学习基本
2、的数字电路的故障检查和排除方法⑧学Mulitisim逻辑化简操作和使用方法⑨学习ISE软件操作和使用方法二、实验原理1.组合逻辑电路:组合逻辑电路又称为门网络,它由若干门电路级联(无反馈)而成,其特点是(忽略门电路的延时):电路某一时刻的输出仅由当时的输入变量取值的组合决定,而与过去的输入取值无关。其一般手工设计的过程为:①分析其逻辑功能②列出真值表③写出逻辑表达式,并进行化简④画出电路的逻辑图2.使用的器件:1)74HC00(四2输入与非门):芯片内部有四个二输入一输出的与非门。2)74HC20(双4输入与非门):芯片内部有两
3、个四输入一输出的与非门。注意,四输入不能有输入端悬空。3)74HC04(六反相器):芯片内部有六个非门,可以将输入信号反相。当然,也可以通过2输入与非门来实现,方法是将其一个输入端信号加高电平。4)74HC151(数据选择器):其功能犹如一个受编码控制的单刀多掷开关,可用在数据采集系统中,选择所需的信号。它有8个与门,各受信号A2、A1、A0的一组组合控制,再将这8个与门的输出端经一个或门输出,是一个与—或电路。5)74HC138(3线-8线译码器):其有三个使能端E1、E2、E3,可将地址段(A0、A1、A2)的二进制编码在Y
4、0至Y7对应的输出端以低电平译出。三、实验内容必做实验:①数值判别电路a)设计一个组合逻辑电路,它接收一位8421BCD码B3B2B1B0,仅当25、1101011101000010010101001011011000110101110011110函数表达式:a.Y=B2·B1·B0+B2·B1+B2·B0b.Y=B3·B2·B1·B0+B3·B2·B1+B3·B1·B0电路原理图:a.b.静态验证:a.b.数据分析:a.B3B2B1B0Ya测试结果00000暗00010暗00100暗00111亮01001亮01011亮01101亮01110暗10000暗10010暗b.B3B2B1B0Y测试结果00000暗00010暗00100暗00111亮01001亮01011亮01106、1亮01110暗10000暗10010暗10100暗10110暗11000暗11010暗11100暗11110暗①人类有四种血型:A、B、AB和O型。输血时,输血者与受血者必须符合下图的规定,否则有生命危险,利用数据选择器和最少数量的与非门,完成血型配对任务。(设计方案可参看数字逻辑电路实践教材Page86)答:真值表:输血者受血者G1G0血型R1R0血型00O型00O型01A型01A型10B型10B型11AB型11AB型G1G0R1R0S0000100011001010011101000010110110001111100007、10010101011011111000110101110011111函数表达式:降维得:电路原理图:静态验证:数据分析:G1G0R1R0S测试结果00001亮00011亮00101亮00111亮01000暗01011亮01100暗01111亮10000暗10010暗10101亮10111亮11000暗11010暗11100暗11111亮①控制发电机组的供电控制电路的设计设有三台用电设备A、B、C和两台发电机组X、Y。X机组功率为10kW,Y机组功率为20kW。用电设备A用电量为15kW,设备B用电量为10kW,设备C用电量为58、kW,三台用电设备有时同时工作,有时只有其中部分设备工作,甚至均不工作。试设计一个供电控制电路控制发电机组,以达到节电的目的。答:真值表:ABCXY00000001100101001101100011010111011111111.表示运行0表示不运行函数表达式
5、1101011101000010010101001011011000110101110011110函数表达式:a.Y=B2·B1·B0+B2·B1+B2·B0b.Y=B3·B2·B1·B0+B3·B2·B1+B3·B1·B0电路原理图:a.b.静态验证:a.b.数据分析:a.B3B2B1B0Ya测试结果00000暗00010暗00100暗00111亮01001亮01011亮01101亮01110暗10000暗10010暗b.B3B2B1B0Y测试结果00000暗00010暗00100暗00111亮01001亮01011亮0110
6、1亮01110暗10000暗10010暗10100暗10110暗11000暗11010暗11100暗11110暗①人类有四种血型:A、B、AB和O型。输血时,输血者与受血者必须符合下图的规定,否则有生命危险,利用数据选择器和最少数量的与非门,完成血型配对任务。(设计方案可参看数字逻辑电路实践教材Page86)答:真值表:输血者受血者G1G0血型R1R0血型00O型00O型01A型01A型10B型10B型11AB型11AB型G1G0R1R0S000010001100101001110100001011011000111110000
7、10010101011011111000110101110011111函数表达式:降维得:电路原理图:静态验证:数据分析:G1G0R1R0S测试结果00001亮00011亮00101亮00111亮01000暗01011亮01100暗01111亮10000暗10010暗10101亮10111亮11000暗11010暗11100暗11111亮①控制发电机组的供电控制电路的设计设有三台用电设备A、B、C和两台发电机组X、Y。X机组功率为10kW,Y机组功率为20kW。用电设备A用电量为15kW,设备B用电量为10kW,设备C用电量为5
8、kW,三台用电设备有时同时工作,有时只有其中部分设备工作,甚至均不工作。试设计一个供电控制电路控制发电机组,以达到节电的目的。答:真值表:ABCXY00000001100101001101100011010111011111111.表示运行0表示不运行函数表达式
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