1、数字逻辑与电路实验 学号：123012009xxx 姓名：xxx Email：xxxxxxxxxxxxx 日期：2011 年 月 日 1 实验三 组合逻辑电路研究（设计性实验） 一、实验目的 1掌握用 SSI 器件实现组合逻辑电路的方法。 2熟悉各种 MSI 组合逻辑器件的工作原理和引脚功能。 3掌握用 MSI 组合逻辑器件实现组合逻辑电路的方法。 4进一步熟悉测试环境的构建和组合逻辑电路的测试方法。 二、实验所用仪器设备 1Multisim2001 中的虚拟仪器 2Quartus II 中的功能仿真工具 3GW48-EDA 实验开发系统 三、实验说明 1. 组合逻辑电路的设计一般可按以下步骤
2、进行 （1）逻辑抽象：将文字描述的逻辑命题转换成真值表。 （2）选择器件类型：根据命题的要求和器件的功能决定采用哪种器件。 （3）根据真值表和所选用的逻辑器件写出相应的逻辑表达式：当采用 SSI 集成门电路设计时，为了使电路最简，应将逻辑表达式化简，并变 换成与门电路相对应的最简式；当采用 MSI 组合逻辑器件设计时，则不 用化简，只需将由最小项构成的函数式变换成 MSI 器件所需要的函数形 式。 （4）根据化简或变换后的逻辑表达式及选用的逻辑器件画出逻辑电路图。 2. 常见的 SSI 和 MSI 的型号 （1）常见的 SSI：四 2 输入异或门 74LS86，四 2 输入与非门 74LS00
3、， 六非门 74LS04，二 4 输入与非门 74LS20，四 2 输入或非门 74LS02，四 2 输入与门 74LS08 等。 数字逻辑与电路实验 学号：123012009xxx 姓名：xxx Email：xxxxxxxxxxxxx 日期：2011 年 月 日 2 （2）常见的 MSI：二 2-4 译码器 74LS139，3-8 译码 74LS138，4-16 译 码器 74LS154，8-3 线优先编码器 74LS148，七段字符译码器 74LS248， 四位全加器 74LS283，四 2 选 1 数据选择器 74LS157，双 4 选 1 数据选 择器 74LS153，8 选 1 数据
4、选择器 74LS151，16 选 1 数据选择器 74LS150 等。 四、实验内容 （一）基本命题 1用 8-3 线优先编码器 74LS148、七段字符译码器 74LS48 和数码管组成编 码、译码、显示电路；编码器 8 个数据输入端接至 8 个编码开关，自拟实验步 骤，记录实验结果，说明电路具备的功能。 2用 MSI 器件 74LS283 实现四位全加显示电路，用带译码数码管显示其全 加和，并将结果填入表 3.1 中并说明其运算规律。 表 3.1 A4 A3 A2 A1 B4 B3 B2 B1 C0 C4 S4 S3 S2 S1 数码显示结果 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1
5、 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 3设计一个多输出的逻辑网络，它的输入是 8421BCD 码，它的输出定义为： （1）F 1：检测到输入数字能被 3 整除。 （2）F 2：检测到输入数字大于或等于 4。 （3）F 3：检测到输入数字小于 7。 自选逻辑器件，列出设计步骤，画出逻辑电路图，记录测试结果。 （二） 扩展命题 （以宿舍为单位，每人选 1 题） 1. 用异或门 74LS86 和四位全加器 74LS283 实现有符号三位全减器，用译码、 显示电路显示其差，并将结果填入表 3.2 中。参考 P134 图 3-39 表 3.2 A4 A3 A2 A1 B4 B3
6、B2 B1 数码显示结果 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 数字逻辑与电路实验 学号：123012009xxx 姓名：xxx Email：xxxxxxxxxxxxx 日期：2011 年 月 日 3 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 参考电路图 2. 人类有 4 种血型 O、A、B、AB，输血时，输血者和受血者的血型必须符 合一定的规律，否则将出现生命危险，试用 4 选 1 数据选择器和最少的与非门 设计一
7、个血型符合判断器。输血者和受血者的血型符合的规律如下： 3. 利用两个 4 位二进制全加器和与非门，设计一个 1 位 NBCD 码的全加器， 输出结果如下表所示，画出设计电路图，检测电路运算功能。 输 血 者 A B A BO A B A BO 受 血 者 数字逻辑与电路实验 学号：123012009xxx 姓名：xxx Email：xxxxxxxxxxxxx 日期：2011 年 月 日 4 4*. 设计一个四人（A，B，C，D）无弃权表决器电路（多数赞成则提案通 过 F） 。本设计要求用 16 选 1 数据选择器实现。 5*. 设计一个对两个 2 位无符号的二进制数进行比较的电路。根据第一个
8、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。 6*. 使用一个 3 线8 线译码器 74LS138 和与非门 74LS20 设计一个 1 位二 进制全减器，画出逻辑电路图，检测并记录电路功能。要求用 3 个开关分别表 示被减数 An、减数 Bn 和低位向本位借位 Cn；用 2 个指示灯表示差 Dn 和本位 向高位借位 Cn+1。 * 从 4. 5. 6 三题中选择一题完成。 数字逻辑与电路实验 学号：123012009xxx 姓名：xxx Email：xxxxxxxxxxxxx 日期：2011 年 月 日 5 五、参考电路 基本命题（1）参考电路图 基本命题（2）参考电路图 六、设计要求 1. 根据题目需求分析并抽象出与实际问题相符的逻辑关系（真值表或逻辑 表达式） ； 2. 列出相应的逻辑函数表达式，若采用门电路构建逻辑电路，则需要化简 逻辑函数表达式，并转换为与所选逻辑门类型相符的表达式； 数字逻辑与电路实验 学号：123012009xxx 姓名：xxx Email：xxxxxxxxxxxxx 日期：2011 年 月 日 6 3. 画出逻辑电路图。 4. 在 Multisim2001 仿真平台中检测电路功能，自己制定检测方案，记录 实验结果并进行分析和评价。 七、总结（包括实验过程的体会、心得和实验教与学之间还需改进的内容）
