组合逻辑电路分析与设计

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1、【实验题目】组合逻辑电路分析与设计【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.掌握组合逻辑电路的设计方法，并能用最少的逻辑门实现之。3.熟悉示波器的使用。【实验仪器及器件】仪器及器件名称型号数量数字电路实验箱DS99-1A1数字万用表DY21061双踪示波器CS-41351器件74LS00174LS86174LS1971【实验原理】1.组合逻辑电路的分析：对已给定的组合逻辑电路分析其逻辑功能。步骤：（1）由给定的组合逻辑电路写函数式；（2）对函数式进行化简或变换；（3）根据最简式列真值表；（4）确认逻辑功能。2．组合逻辑电路的设

2、计：就是按照具体逻辑命题设计出最简单的组合电路。步骤：（1）根据给定事件的因果关系列出真值表；（2）由真值表写出函数式；（3）对函数式进行化简或变换；（4）画出逻辑图，并测试逻辑功能；3．异步计数器74LS197组成与工作原理图174LS197原理图图274LS197引脚定义74LS197内部由一个8进制计数器和一个2进制计数器组成，它们可以独立工作，也可以串联组成一个16进制计数器。Cr和LD两个低电平有效的控制信号是两个计数器共用的。当Cr为低电平时，输出、、、清零；LD为低电平时，把来自输入端ABCD的电平送入、、、，因LD容易受到外来干扰，在

3、使用时常接高电平。16进制计数器接法：作为时钟输入，与连接，则、、和就是16进制计数器的输出。将、、和接“0-1”显示器，接手动单步脉冲。4．74LS86为异或门（OC门），各引脚定义如图3图374LS86引脚定义【实验内容】1.设计一个代码转换电路，输入为4位8421码，输出为4位循环码。2.用逻辑开关模拟二进制代码输入，并把输出接“0-1”显示器检查电路，看电路是否正常工作。3.用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代码转换电路的输入信号源。16进制计数器工作正常后，将、、和连接到代码转换输入端，作为8421码输入。

4、注意：在把197的输出接入代码转换输入之前，先要断开原来作为8421码输入的逻辑开关。检查电路是否正常工作。4.用10kHz的方波作为计数器的脉冲，用示波器观察并记录CP、、、、和、、、的波形。注意电压波形图之间的相位关系。5.思考分析：组合电路的分析。多功能发生电路的逻辑函数=，取不同组合，则可得到以A、B为输入变量的各种逻辑函数。【实验分析及总结】1.代码转换电路的设计已知4位输入8421码为表1，4位输出循环码如表2表1BCD码表2GRAY码DCBA000000010010001101000101011001111000100110101011

5、11001101111011110000000100110010011001110101010011001101111111101010101110011000将表1中ABCD作为自变量，表2中~各自作为因变量可得到四张真值表，即可得出~各自与ABCD的逻辑函数式如下(1)(2)(3)(4)由函数式可得下图图4代码转换电路逻辑图1.代码转换电路工作测试测试：将ABCD分接逻辑开关的各输入端口，~接入“0-1”显示器检测，结果如表1、表2所示。3.CP、、、、和、、、的波形记录图5实验数据记录图4．问题分析：实验中，由于双踪示波器只能输出两路波形，因此

6、要得到如图5般各个相位对应地方波，则必须已一组已知相位互相对应的数据作对照，本实验以经过测试的~为基准分组进行测量。5．思考分析：由式=，即有：表3与表4.表3多功能发生电路函数表F4F3F2F1Y000010001（AB）’0010（A’B）’0011B’0100（AB’）’0101A’0110A⊙B0111A’B’1000（A’B’）’1001AB1010A1011AB’1100B1101A’B1110AB11110表4各函数真值表ABY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10Y11Y12Y13Y14Y15001111111100000000

7、011100110011001100101111000011110000111010101010101010【附录】参考文献：数字电子技术基础（第五版）（高等教育出版社阎石主编）