实验三组合逻辑电路

实验3组合逻辑电路(常用门、解码器和数据选择器)一、实验目的1.掌握组合逻辑电路的设计方法了解组合逻辑电路的冒险现象和消除方法熟悉常用门电路逻辑单元的使用4.熟悉门电路、74LS138和74LS151的综合设计方法二、实验原理和实验数据(a)组合电路的一般设计方法1.设计阶段根据给定的实际逻辑问题找到实现这一逻辑功能的最简单的逻辑电路就是设计组合逻辑电路时需要完成的工作。组合逻辑电路的一般设计步骤如图3.1所示。图3.1组合逻辑电路的一般设计阶段设计组合逻辑电路时，通常对实际问题进行逻辑抽象，然后根据具体的设计工作要求列出真值表，然后根据设备类型绘制基于函数的简化或转换、逻辑电路图。2.组合电路竞争和冒险(以前的实验指南P17-20)(b)常用组合逻辑单元1.4.2输入和非文字74LS0074LS00是具有外部针脚排列和内部逻辑结构的双列直插式14针脚塑料封装，如图3.2所示。有四个单独的2输入“和非”语句，每个语句具有相同的配置和逻辑。图3.2 74LS00针脚排列和内部逻辑结构2.第4输入和非门74LS2074LS20是具有外部针脚排列和内部逻辑结构的双列直插式14针脚塑料封装，如图3.3所示。有两个单独的4输入“和“非”语句，每个语句具有相同的配置和逻辑功能。图3.3 74LS20针脚排列和内部逻辑结构4.2输入xor语句74LS8674LS86是具有外部针脚排列和内部逻辑结构的双列直插式14针脚塑料封装，如图3.4所示。有四个单独的2输入“xor”语句，每个语句具有相同的配置和逻辑。图3.4 74LS86针脚阵列和内部逻辑结构3.3线-8线解码器74LS13874LS138是表3.1中所示的集成3-8线解码器。输出表达式包含(I=0，1，7；Mi是最小的项目，与基本语句电路一起工作，以实现所有3个变量的逻辑函数。74LS138是具有外部针脚排列的双列直插式16脚塑料封装，如图3.5所示。表3.1 74LS138中的菜单收入输了结束塔台进军决赛输了G1G2AG2BcbaY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70111111111111111111111111111000000111111110000110111111100010110111111000111110111110010011110111100101111110111001101111110110011111111110图3.5 74LS138针脚排列4.8选择1数据选择器74LS15174LS151是具有三个地址输入部CBA的典型集成电路数据选择器，可选择D0至D78个数据源，具有两个互补输出端、同相输出端y和倒相输出端w。菜单显示在表3.2中，外部针脚显示在图3.6中。冻伤输出表达式如下(mi是最小项目；Di是实现所有3变量的逻辑函数的数据输入。表3.2 74LS151中的菜单收入输了输了创造能力选择画板gcbayw1010000D00001D10010D20011D30100D40101D50110D60111D7图3.6 74LS151针脚排列三、实验设备和装置设备：THHD-2数字电子技术实验箱，示波器设备：74LS00、74LS20、74LS86、74LS138、74LS151四、实验内容和步骤1.设计一个逻辑电路，该电路监视每组信号灯由红、黄、绿三个组成的信号灯的工作状态。如图3.7所示，这是正常运行状态，其他是错误状态，如果是错误状态，则发出警报信号。必须使用74LS151实现电路。图3.7正常运行状态(1)逻辑抽象。红、黄、绿三个信号灯分别标记为r、y、g，当灯亮时设置为1，当灯灭时设置为0。错误信号是输出变量，用z表示，规定在正常运行状态下z为0，出错时z为1。(2)真值表见表3.3。(3)选定的逻辑设备。按照题目要求，以74LS151实现(4)函数简化，转换。根据真值表填充卡诺图简化，并将简化结果转换为“和”以外的形式。(5)绘制逻辑电路图。(6)连接和认证。沿逻辑电路图和设备的接脚图连接电路，对电路进行静态和动态测试，消除冒险现象。表3.3真理表rygz000001010011100101110111实现全部加法器。(1)根据组合逻辑电路的一般设计阶段，使用基本门电路(74LS00，74LS20，74LS86)实现完整加法器。(2)另一扇门或非门(3)实施完整加法器，一个74LS138和一个74LS20。使用2个74LS151实现完整的加法器。3.使用74LS151和74LS138配置8通道传输系统。要求：首先向74LS151的数据输入部发送信号，通过地址选择输出信号，然后将该输出连接到74LS138的能量端，通过地址选择从该地址输出信号。绘制设计电路并监视电路功能。在Cba=000 111 8种状态下，将f=1khz的脉冲信号添加到地址代码的相应输入端，使用示波器观察和记录对应输入和地址代码的输出端的波形。4.用74LS151和74LS138配置3位并行数字比较器，并用比较后的3位二进制数自制。五、实验报告1.实验预习(1)熟练掌握组合逻辑电路设计的一般步骤。(2)了解74LS00、74LS20、74LS86、74LS138、74LS151的菜单、针脚图和使用注意事项，并熟练掌握如何使用它们实现逻辑函数。(3)完成实验准备报告，包括实验目的、实验设备、布置实验内容和阶段、原始数据记录表格和图纸。实验和数据处理(1)根据部署实验内容，认真完成实验中的各种任