实验二-利用MSI设计组合逻辑电路.docx

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1、实验二利用MSI设计组合逻辑电路1433XXXX一、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.熟悉示波器与逻辑分析仪的使用。二、实验仪器及器件：1．数字电路实验箱、数字万用表、示波器。2．器件：74LS00,74LS197,74LS138,74LS151。三、实验预习：1．复习组合逻辑电路的分析方法。对实验中所选的组合电路写出函数式。2．复习组合逻辑电路的设计方法。对实验要求的电路，列出真值表，写出函数式，画出逻辑图，并在图上标明集成块引脚号。四．实验

2、原理：见实验书五.实验内容1、数据分配器与数据选择器功能相反。它是将一路信号送到地址选择信号指定的输出。如输入为D，地址信号为A、B、C，可将D按地址分配到八路输出F0、F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7。其真值表如表（五）所示。试用3线．8线译码器74LS138实现该电路。将74LS197连接成八进制作为电路的输入信号源，将QDQCQB分别与A.、B、C连接，D接模拟开关，静态检测正确后，用示波器观察并记录D=1时，CP、A、B、C及F0-F7的波形。（提示：将74LS138附加控制端S1作为数据输入端，同时令S2=S3l

3、=0，A2A1A0作为地址输入端，即可将S1送来的数据只能通过A2A1A0所指定的一根输出线反相后送出去。）（1）用proteus设计逻辑电路图如下其中，将74LS197的Q3、Q2、Q1作为74LS138的S2、S1、S0输入，G2A、G2B接低电平，G1接高电平。Q1与A相连，Q2与B相连，Q3与C相连，由上图知A0-A7分别为数据分配器的7个输出，而A8-A11为CP、Q1、Q2、Q3的波形，逻辑分析仪显示如下（2）实验由译码器工作原理及数据分配器真值表，将试验箱中芯片由proteus中连接起来，实际图如下示波器显示如下其中

4、，D0至D11分别为CPQ3Q2Q1及F0-F7的输出，虽然顺序不一样，但对比proteus逻辑分析仪，可知该实验成功。综合真值表、proteus和实验示波器，可得最终输出波形图应为2、LU设计，在实验箱上实现用八选一数据选择器151设计一个函数发生器电路它的功能如表（四）所示。待静态测试检查电路工作正常后，进行动态测试。将74LS197连接成十六进制作为电路的输入信号源，用示波器观察并记录CP.、S1、S0、A、B、Y的波形。由上图写出真值表由于8输入74LS151的数据选择只有三个输入，而显然这里有S1S0AB四个变量，因此，

5、需要将其中一个变量设置为数据输入，本实验将B设置为数据输入首先，74LS151的逻辑输出表达式为A2A1A0D0+A2A1A0D1+A2A1A0D2+A2A1A0D3+A2A1A0D4+A2A1A0D5+A2A1A0D6+A2A1A0D7在这里，观察真值表，令A2=S1A1=S0A0=A,D0=D7=0D1=D2=D4=BD3=D6=1D5=B那么表达式为S1S0AB+S1S0AB+S1S0A+S1S0AB+S1S0AB+S1S0A当时做预习实验没找到非门，就用与非门代替，用197输出16进制数，Q1Q2Q3分别与151上的ABC

6、连接，E接地，X0和X7接地，X1X2X4接Q0，X3X6接高电平，X5连Q0的取反。（1）用proteus进行仿真模拟逻辑分析仪如下（2）实验在试验中我将示波器中某些路交换了顺序，不影响结果实验箱情况由于芯片上没有直接取反的芯片，我使用了74LS00与非门进行取反示波器显示其中D0到D6分别为CPBAS0S1Y的波形实验中的不足：没有按书中给定的顺序显示每一路的波形，在下次的实验中将改正遇到的问题：74LS151在连线中E接口忘记接低电平，导致74LS151没有正常工作，Y始终输出低电平，由于线路繁多，花了很长时间才检查出来，以

7、后实验将在连线过程中更加仔细。根据真值表，proteus和实验，可知该实验成功，正确波形如下3.AU设计设计一个半加半减器，输入为S,A,B,其中S为功能选择口。当S=0时，输出A+B和进位，当S=1时，输出A-B和借位。首先画出真值表由真值表可知，Dn=SAB+SAB+SAB+SABCn=SAB+SAB卡诺图化简得Dn=AB+ABCn=SAB+SAB（1）门电路首先利用74LS197的八进制输出端Q1、Q2、Q3作为B、A、S的输入。然后用异或门74LS86实现输出Dn。接着用74LS86实现A⊕B，再用74LS08与B实现与门

8、输出Cn用proteus进行设计我用197输出八进，用门表示逻辑，其中A0-A5分别表示PASABDnCn其中逻辑分析仪显示如下实验中发现了问题，由于异或门74LS86和与门74LS08不能同时使用，不得不将Cn的表达式进行变换，改用两次74LS0