厦门大学数电实验七.doc

实验七 组合逻辑电路的分析与设计(二)一、实验目的1、掌握用中规模集成电路设计组合逻辑电路的方法。2、通过实验，验证设计的正确性。二、实验原理1.组合逻辑电路的分析设计：根据MSI器件功能,列出电路表达式,由表达式列出真值表,说明电路功能。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电路，称为组合逻辑电路的设计。3.MSI设计：设计步骤如下：逻辑抽象；分析时间的因果关系，确定输入和输出变量。定义逻辑状态的含义：以二值逻辑0、1表示两种状态。根据给定的因果关系列出逻辑真值表写出逻辑表达式，根据表达式查找合适的MSI器件。通过比较表达式或真值表，利用适当的设计实现所需功能。画出逻辑电路的连接图。实验仿真，结果验证。三、实验仪器及器件1、数字万用表1台2、多功能电路实验箱1台四、实验内容 1.分析三位二进制比较器:按图(2)搭接电路,用逻辑开关作为X2、X1、X0和Y2、Y1、Y0输入，用逻辑显示器显示比较结果；列出真值表，说明电路功能。真值表如下:A0A1A2B0B1B2Y0000001其他00010011其他00100101其他00110111其他01001001其他01011011其他01101101其他01111111其他0 电路功能：当X2=Y2、X1=Y1、X0=Y0三个同时满足时，比较器输出端Y输出高电平，此时逻辑显示器上灯亮。由此可得：此电路是用来比较输入端X2、X1、X0与Y2、Y1、Y0是否相同，X2、X1、X0与Y2、Y1、Y0都可表示为开关两种状态，同二值逻辑0、1表示两种状态一样。所以该电路可表示三位二进制数的比较。2.用MSI器件设计组合逻辑电路：（1）设计联锁器；（用74LS138和与非门实现）； 有联锁器电路分析可得该电路S1、S2、S3与F1、F2真值表如下S1S2S3F1F20001100110010000111010000101001100011110由真值表可得F1=S1S2S3+S1S2S3+S1*S2*S3+S1*S2*S3 =m0+m1+m3+m7 =(m0*m1*m3*m7)F2=S1S2S3=m0=(m0)由F1、F2的电路表达式可画出其逻辑电路的连接图如下： (2) 设计全加器；(用74LS151或74LS138和与非门实现；)全加器真值表ABCISCO0000000110010100110110010101011100111111由真值表可得S=m1+m2+m4+m7=（m1m2m4m7）CO=m3+m5+m6+m7=(m3m5m6m7)逻辑电路连接如下：(3) 设计实现Y=A*B*C+A*(B+C)(用74LS151或74LS138和与非门实现；)根据给出的逻辑表达式Y=A*B*C+A*(B+C) =A*B*C+A*B+A*C =A*B*C+A*B*C+A*B*C+A*B*C =A*B*C*D1+A*B*C*D2+A*B*C*D3+A*B*C*D7则根据74LS151逻辑功能，可令D1=D2=D3=D7=1，D0=D4=D5=D6=0，由W输出。可画出其逻辑电路的连接图如下：五、实验小结 通过这次实验，让我对数电上学到的知识得到进一步的巩固，对全加器，联锁器和比较器