实验一组合逻辑电路的设计与测试

实验一 组合逻辑电路的设计与测试

一、实验原理

根据设计任务的要求建立输入、输出变量，并列出真值表；然后用逻辑电路代数或卡诺图化简法求出简化的逻辑表达式并按实际选用逻辑门的类型修改逻辑表达式。根据简化后的逻辑表达式，画出逻辑图，用标准器件构成逻辑电路。 最后，验证设计的正确性。

实验目的

掌握组合逻辑电路的设计与测试方法。

三、实验设备与器件

1、+5V直流电源 2、逻辑开关 3、逻辑电平显示器 4、直流数字电压表

5、CC4011×2(74LS00) CC4012×3(74LS20) CC4030(74LS86)

CC4081(74LS08) 74LS54×2(CC4085) CC4001(74LS02)

实验内容

设计用与非门及异或门、与门组成的半加器电路。

（1）真值表如下表

A B S 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 C 0 0 0 1

(2) 简化逻辑表达式为

S?AB?AB?A?B

C?AB

（3）逻辑电路图如下

设计一个一位全加器，要求用异或门、与门、或门实现。

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。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。

Ai Bi Ci 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 Si Ci+1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 （2）由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。

（4）画出逻辑电路图如下图，并在图中标明芯片引脚号。按图选择需要的集成块及门电路连线，将Ai、Bi、Ci接逻辑开关，输出Si、Ci+1接发光二极管。改变输入信号的状态验证真值表。

设计一位全加器，要求用与或非门实现。

解: ?Si?AiBiCi-1?AiBiCi-1?AiBiCi?1?AiBiCi?1

Ci?AiBi?BiCi-1?AiCi?1

Ai1＆＆≥1SiBi1＆＆Ci-11＆＆Ci≥1＆

设计一个两个两位无符号的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”，要求用与门、与非门及或门实现。

解:

输入 输出 A1 B1 A1>B1 A1B0 A0B 1 0 1 0 0 FA B=(A1>B1)+(A1=B1)(A0>B0) FA

A174LS04六反相器112124&31≥1FA1＞B11122&≥1FA＞BFA1=B1374LS32四2输入或门B13145&263FA1＜B13A05169101274LS02四2输入或非门&84F459A0＞B0&6FA=B≥1&FA=B004&8≥1FA＜BB0918115FA0＜B061374LS08四2输入与门(1)1074LS08四2输入与门(2)56五、实验总结

通过本次实验使我更加了解了组合逻辑电路的设计与测试方法，而且在设计过程中，也有了一些感悟：

应正确选择集成电路的型号，不要将集成芯片的电源端接反，要学会看芯片各个引脚的功能表。学会根据设计任务要求建立输入输出变量，列出真值表，然后用逻辑函数或者卡诺图化简逻辑表达式，根据化简后的逻辑表达式画出逻辑图，用标准的器件构成逻辑电路图，最后验证设计的正确性。