实验二 组合逻辑电路的设计与测试
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、实验原理
1、使用中、小规模集成电路来设计组合电路是最常见的逻辑电路。设计组合电路的一般步骤如图2－1所示。
图2－1 组合逻辑电路设计流程图
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，用实验来验证设计的正确性。 2、组合逻辑电路设计举例
用“与非”门设计一个表决电路。当四个输入端中有三个或四个为“1”时，输出端才为“1”。
设计步骤：根据题意列出真值表如表2－1所示，再填入卡诺图表2－2中。
表2－1 D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 A 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Z 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1
表2－2 DA BC 00 01 11 10 00 0 0 0 0 01 0 0 1 0 11 0 1 1 1 10 0 0 1 0 由卡诺图得出逻辑表达式，并演化成“与非”的形式 Z＝ABC＋BCD＋ACD＋ABD
＝ABC?BCD?ACD?ABC
根据逻辑表达式画出用“与非门”构成的逻辑电路如图2－2所示。
图2－2 表决电路逻辑图
用实验验证该逻辑功能
在实验装置适当位置选定三个14P插座，按照集成块定位标记插好集成块CC4012。 按图2－2接线，输入端A、B、C、D接至逻辑开关输出插口，输出端Z接逻辑电平显示输入插口，按真值表（自拟）要求，逐次改变输入变量，测量相应的输出值，验证逻辑功能，与表2－1进行比较，验证所设计的逻辑电路是否符合要求。
三、实验设备与器件
1、 ＋5V直流电源 2、 逻辑电平开关 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)
四、实验内容
1、设计用与非门及用异或门、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 (2) 简化逻辑表达式为
C 0 0 0 1 S?AB?AB?A?B
C?AB
（3）逻辑电路图如下
2、设计一个一位全加器，要求用异或门、与门、或门组成。
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
实验二 组合逻辑电路的设计与测试
