学生实验报告
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实验二 组合逻辑电路分析与设计实验报告
姓名:李凌峰 班级:13级电子1班 学号:13348060
一、 实验数据与相应原理图:
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。
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。对应的各位码如下表所示。
2、实验逻辑函数式:
实际实验逻辑表达式(用一异或门代替与或门):
3、实际实验逻辑图:
4、 实际实验操作图
二、 实验操作记录
1,检测转换电路:
2,实测波形图
10hz方波:
G3 G2 G1 G0波形:
B1 B2 B3 B4波形图:
由以上波形图张图绘制出总的时序图如下:
三、 心得与体会
1、 这次实验所用器材用了异或门74LS86和异步计数器74LS197.分析组合逻辑电路时,要先由给定的组合逻辑电路写函数式,然后对函数式进行化简或变换,再根据最简式列真值表,最后确认逻辑功能。设计组合逻辑电路时,则应先根据给定事件的因果关系列出真值表,然后由真值表写函数式,再对函数式进行化简或变换,最后画出逻辑图,并测试逻辑功能。
。
2、 对示波器的操作仍不够熟悉,在将示波器连接到实验箱的测试端时总是忘了要接地,致使示波器显示信号不正常。
3、 在比较波形时,借用同学的接口同时加载4个波形容易做出总的时序图。
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广西大学实验报告纸
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实验内容___________________________________________指导老师
【实验名称】
组合逻辑电路的设计
【实验目的】
学习组合逻辑电路的设计与测试方法。
【设计任务】
用四-二输入与非门设计一个4人无弃权表决电路(多数赞成则提案通过)。
要求:采用四-二输入与非门74LS00实现;使用的集成电路芯片种类尽可能的少。
【实验用仪器、仪表】
数字电路实验箱、万用表、74LS00。
【设计过程】
设输入为A、B、C、D,输出为L,根据要求列出真值表如下
真值表
根据真值表画卡若图如下
由卡若图得逻辑表达式
用四二输入与非门实现
实验逻辑电路图
实验线路图
【实验步骤】
1. 打开数字电路实验箱,按下总电源开关按钮。
2. 观察实验箱,看本实验所用的芯片、电压接口、接地接口的位置。
3. 检查芯片是否正常。芯片内的每个与非门都必须一个个地测试,以保证芯片能正常工作。
4. 检查所需导线是否正常。将单根导线一端接发光二极管,另一端接高电平。若发光二极管亮,说明导线是正常的;若发光二极管不亮时,说明导线不导通。不导通的导线不应用于实验。
5. 按实验线路图所示线路接线。
6. 接好线后,按真值表的输入依次输入A、B、C、D四个信号,“1”代表输入高电平,“0”代表输入低电平。输出端接发光二极管,若输出端发光二极管亮则说明输出高电平,对应记录输出结果为“1” ;发光二极管不亮则说明输出低电平,对应记录输出结果为“0” 。本实验有四个输入端则对应的组合情况有16种,将每种情况测得的实验结果记录在实验数据表格中。
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一、实验目的:
1. 掌握基本逻辑门电路进行组合逻辑电路的设计方法;
2. 掌握用中规模集成电路设计组合逻辑电路的方法;
3. 通过实验,论证设计的正确性;
4. 观察组合电路中的竞争冒险现象;
二、实验原理:
1. 组合逻辑电路的分析:
所谓组合逻辑电路分析,即通过分析电路,说明电路的逻辑功能。
通常采用的分析方法是从电路的输入到输出,根据逻辑符号的功能逐级写出逻辑函数表达式,最后得到表示输出与输入之间的关系的逻辑函数式。然后利用公式化简法或卡诺图化简法得到函数化简或变换,以使逻辑关系简单明了。为了使电路的逻辑功能更加直观,有时还可以把逻辑函数式转换为真值表的形式。
2. 组合逻辑电路的设计:
根据给出的实际逻辑问题,求出实现这一逻辑功能的最简单逻辑电路,称为组合逻辑电路的设计。通常分为SSI设计和MSI设计。
(1)SSI设计:SSI设计通常采用如下步骤:
逻辑抽象:分析事件的因果关系,确定输入和输出变量。一般把引起事件的原因定为输入变量,而把事件的结果作为输出变量。
1.定义逻辑状态的含义:以二值逻辑的0、1两种状态分别代表输入变量和输出变量的两种不同状态。
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实验报告
课程名称:数字电子技术基础实验 指导老师:樊** 成绩:
实验名称:组合逻辑电路实验 实验类型:设计类 同组学生姓名:
一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填)
三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析(必填)
七、讨论、心得
一.实验目的
1.加深理解全加器和奇偶位判断电路等典型组合逻辑电路的工作原理。
2.熟悉74LS00、74LS11、74LS55等基本门电路的功能及其引脚。
3.掌握组合集成电路元件的功能检查方法。
4.掌握组合逻辑电路的功能测试方法及组合逻辑电路的设计方法。
二、主要仪器设备
74LS00(与非门) 74LS55(与或非门) 74LS11(与门) 导线 电源 数电综合实验箱
三、实验内容和原理及结果
(一)一位全加器
实验原理:全加器实现一位二进制数的加法,输入有被加数、加数和来自相邻低位的进位;输出有全加和与向高位的进位。
实验内容:用 74LS00与非门和 74LS55 与或非门设计一个一位全加器电路,并进行功能测试。
设计过程:首先列出真值表,画卡诺图,然后写出全加器的逻辑函数,函数如下:
异或门可通过即一个与非门(74LS00),一个与或非门(74LS55)来实现。 仿真与实验电路图:仿真与实验电路图如图 1 所示。
实验数据记录以及实验结果
全加器实验测试结果满足全加器的功能,真值表:
(二)奇偶位判断器
实验原理:数码奇偶位判断电路是用来判别一组代码中含 1 的位数是奇数还是偶数的一种组合电路。
实验内容:用 74LS00与非门和 74LS55 与或非门设计四位数奇偶位判断电路,并进行功能测试。
设计过程:首先列出真值表,画卡诺图,然后写出电路的逻辑函数,即 Z=A⊕B⊕C⊕D ,当代码中含1的位数为奇时,输出为1,二极管发光。然后根据所提供的元件(两个 74LS00与非门、三个 74LS55与或非门),对该逻辑函数进行转化,使得能在现有元件的基础上实现该逻辑函数。Z=((A⊕B)⊕(C⊕D)),可用设计三个异或门来实现,即两个 74LS00与非门(实际用到了6个独立的与非门)、三个 74LS55与或非门来实现。
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实验六 用中规模组合逻辑器件设计组合逻辑电路
一、实验目的
1.学习中规模集成数据选择器的逻辑功能和使用方法。
2.学习使用中规模集成芯片实现多功能组合逻辑电路的方法。
二、设计任务
用数据选择器74LS151或3/8线译码器设计一个多功能组合逻辑电路。该电路具有两个控制端C1C0,控制着电路的功能,当C1C0=00时,电路实现对输入的两个信号的或的功能;当C1C0=01时,电路实现对输入的两个信号的与的功能;当C1C0=10时,电路实现对输入的两个信号的异或的功能;当C1C0=11时,电路实现对输入的两个信号的同或的功能。
三、设计过程
(1)根据题意列出真值表如下所示,再填入卡诺图中。
(2)、建立Y(C1、C0、A、B)的卡诺图及降维图,如图所示。
F函数降维图(图中变量C1C0A换成C1C0B结果不变)
(3)、减少Y函数的输入变量,将4变量减为3变量,通过降维来实现。如上图所示。这时,数据选择器的输入端D0 ~ D7分别为:
D0=B, D1=1, D2 =0, D3 =B, D4 =B, D5 =, D6 =, D7 =B
(4)、F函数逻辑图如下图所示
四、实验用仪器、仪表
数字电路实验箱、万用表、74LS151、74LS00。
五、实验步骤
1. 检查导线及器件好坏。
2. 按上图连接电路。C1、C0、A、B分别接逻辑开关,检查无误后接通电源。
3. 按真值表逐项进行测试并检查是否正确,如有故障设法排除。
4. 结果无误后记录数据后拆线并整理实验设备。
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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)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。
四、实验仪器设备
1.TPE-AD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74LS00 2片;
3. 四两输入集成异或门74LS86 1片;
4. 两四输入集成与非门74LS20 2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。
(2)列出真值表。
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实验二 组合逻辑电路的设计
一、实验目的
1.掌握组合逻辑电路的设计方法及功能测试方法。
2.熟悉组合电路的特点。
二、实验仪器及材料
a) TDS-4数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。
b) 参考元件:74LS86、74LS00。
三、预习要求及思考题
1.预习要求:
1)所用中规模集成组件的功能、外部引线排列及使用方法。
2) 组合逻辑电路的功能特点和结构特点.
3) 中规模集成组件一般分析及设计方法.
4)用multisim软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。
2.思考题
在进行组合逻辑电路设计时,什么是最佳设计方案?
四、实验原理
1.本实验所用到的集成电路的引脚功能图见附录
2.用集成电路进行组合逻辑电路设计的一般步骤是:
1)根据设计要求,定义输入逻辑变量和输出逻辑变量,然后列出真值表;
2)利用卡络图或公式法得出最简逻辑表达式,并根据设计要求所指定的门电路或选定的门电路,将最简逻辑表达式变换为与所指定门电路相应的形式;
3)画出逻辑图;
4)用逻辑门或组件构成实际电路,最后测试验证其逻辑功能。
五、实验内容
1.用四2输入异或门(74LS86)和四2输入与非门(74LS00)设计一个一位全加器。
1)列出真值表,如下表2-1。其中Ai、Bi、Ci分别为一个加数、另一个加数、低位向本位的进位;Si、Ci+1分别为本位和、本位向高位的进位。
表 2-1 全加器真值表
2)由表2-1全加器真值表写出函数表达式。
3)将上面两逻辑表达式转换为能用四2输入异或门(74LS86)和四2输入与非门(74LS00)实现的表达式。
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