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－ADⅡ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 3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。

半加和：

　　　　　　　　　　　　　　　进　位：

    （2）列出真值表。

    （3）分析、测试用异或门74LS86与74LS00组成的半加器的逻辑功能，自己画出电路，将测试结果填入自拟表格中，并验证逻辑关系。

2．分析、测试全加器电路，设计用74LS86和74LS00组成全加器电路，用异或门、与门和或门组成的全加器如图实验2.3所示，将测试结果填于真值表内，验证其逻辑关系。

    全加和:

进  位：

3．设计：用“与非门”设计一个表决电路。当四个输入端中有3个或4个“1”时输出为“1”其步骤如下。

（1） 写出真值表。

表实验2.1 真值表

    （2） 用卡诺图化简。

 

    （3） 写出逻辑表达式，Z=ABC+BCD+ACD+ABD。

    （4） 用“与非门”构成的逻辑电路图。

4．学生自行设计：设计一个对两个两位无符号二进制数进行比较的电路，根据第一个数是否大于、等于、小于第二个数，使相应的三个输出端中的一个输出为“1”。

设计如下：

输入两个两位无符号二进制数，进行比较，若两数相等，则F1输出为1；第一个数大于第二个，则F2输出为1；第二个数大于第一个，F3输出为1。

(1)真值表如下（AB为第一个数，CD为第二个数）：

(2)用卡诺图化简：

F1:

 

F2:

        

F3:

 

(3)写出表达式

F1=+++

F2=++

F3=

（4）画出逻辑电路图

  图上分别为F1，F2，F3，有草稿为准。

六、实验报告

1.整理实验数据并填表，对实验结果进行分析。

实验结果与理论结果相符。

2.总结组合逻辑电路的分析与设计方法。

组合逻辑电路的分析方法：

第一步：根据给定逻辑电路图，写出逻辑表达式

第二步：简化逻辑函数表达式。

第三步：列出逻辑电路的真值表。

第四步：逻辑功能分析。

组合逻辑电路的设计方法：

(1)      按文字描述的逻辑命题写出真值表。

(2)       由真值表写出函数表达式，并化简。

(3)      根据逻辑函数表达式画出逻辑电路图。

  理论上学好了，未必能在实践中灵活运用，在接线时，如果对电路没有足够清晰的认识，连接起来乱乱的，不知道自己连什么，也不知道电路的作用，所以，这种事还是多动手的好。重要的是，在实验课前要预习，不然在课上花在分析题目意思，写真值表，表达式的时间过多，以至于实验匆匆忙忙，效果不怎么好。
实习总结：

第二篇：组合逻辑电路的分析与设计-实验报告

组合逻辑电路的分析与设计

实验报告

院系：电子与信息工程学院 班级： 电信13-2班

组员姓名:盖兵（134xxxxxxxx） 邢帅成（134xxxxxxxx）

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，输出状态只取决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由逻辑图写输出端的逻辑表达式；②写出真值表；③根据真值表进行分析，确定电路功能。

2.组合逻辑电路一般设计的过程为图一所示。

图一 组合逻辑电路设计方框图

3.设计过程中，“最简”是指按设计要求，使电路所用器件最少，器件的种类最少,而且器件之间的连线也最少。

三、实验仪器设备

数字电子实验箱、电子万用表、74LS04、74LS20、74LS00、导线若干。

74LS00 74LS04 74LS20 四、实验内容及方法

1 、设计4线-2线优先编码器并测试其逻辑功能。

数字系统中许多数值或文字符号信息都是用二进制数来表示，多位二进制数的排列组合叫做代码，给代码赋以一定的含义叫做编码。

(1)4线-2线编码器真值表如表一所示

4线-2线编码器真值表

(2)由真值表可得4线-2线编码器最简逻辑表达式为

Y1=((I0?I1?I2I3?)?(I0?I1?I2?I3)?) ? Y0=((I0?I1I2?I3?)?( I0?I1?I2?I3)?)?

(3)由最简逻辑表达式可分析其逻辑电路图

4线-2线编码器逻辑图

（4）按照全加器电路图搭建编码器电路，注意搭建前测试选用的电路块能够正常工作。

（5）验证所搭建电路的逻辑关系。

I0=1 Y1Y0=0 0 I1=1 Y1Y0=0 1

I2=1 Y1Y0=1 0 I3=1 Y1Y0=1 1

2、设计2线-4线译码器并测试其逻辑功能。

译码是编码的逆过程，它能将二进制码翻译成代表某一特定含义的号.(

即电路的某种状

态)，具有译码功能的逻辑电路称为译码器。 （1）2线-4线译码器真值表如表二所示

2线-4线译码器真值表

(2)由真值表可得2线-4线译码器最简逻辑表达式为

Y0=EA1A0 1=EA1A0 Y0=EA1A0 Y0=EA1A0

(3)由最简逻辑表达式可分析其逻辑电路图

2线-4线译码器逻辑图

(4)按照2线-4线译码器逻辑图搭建译码器电路，注意搭建前测试选用的电路块能够正常工作。

（5）验证所搭建电路的逻辑关系。

E=1 A1=ⅹ A0=ⅹ

Y012Y3=1 1 1 1

E=0 A1=0 A0=0 E=0 A1=0 A0=1 Y0Y1Y2Y3=0 1 1 1 Y0Y1Y2Y3=1 0 1 1

E=0 A1=1 A0=0 E=0 A1=1 A0=1 Y0Y1Y23=1 0 1 1 Y0Y1Y23=1 1 1 1

实验心得

本次试验，我们学习了2线-4线编码器和4线-2线译码器，使用74LS00、74LE04和74LS20三种芯片连接电路，使我们加深了对这三种芯片的了解。在实验过程中，我们学会了如何去了解一个芯片和使用，加强了我们的学习能力。实验过程中，

我们遇到许多的困难，

我们认真探索找到解决问题的方法，从遇到的问题中加深了我们对芯片与硬件电路的了解。学会了合作与独立思考，受益颇多。

指导老师：盛洁老师 日期：20xx年4月25日