组合逻辑实验课件

组合逻辑电路设计讲课课件卢庆莉编写2/4/2023卢庆莉编写实验一:简易数字锁

(P171实验内容5)设计一个简易数字锁电路。该电路有A、B、C三个输入端按键，F1和F2两个输出端分别与LED1和LED2两个发光二极管连接，F1=1表示开锁成功，F2=1表示开锁失败。数字锁电路的功能是：①当A、B、C三个输入同时按下时，开锁成功；②当A和B同时按下时，开锁成功；③当A或B且仅只有A或B按下时，开锁成功；④否则开锁失败。2/4/2023卢庆莉编写1、设计前要说明和强调以下五点：(1)书上数字锁电路的功能③的描述有歧义需要提醒学生更正。（说明）(2)实验之前要求学生预习《数字电路与系统》第二章和第四章的内容。例如：题目中当ABC＝000时，既不表示开锁成功，也不表示开锁失败（设计时应注意提醒学生隐含条件）。(3)如何正确地将生产需求抽象为逻辑表达式。2/4/2023卢庆莉编写(4)设计时先列真值表，在用卡诺图进行化简，写出表达式，再根据现有的器件进行转换。(5)规范原理图的画法以及管脚的标注方法。（对初学者而言这一点很重要）2/4/2023卢庆莉编写解：根据以上题意，可将简易数字锁电路的功能用如下真值表描述出来。（本实验选用与非门实现电路）2/4/2023卢庆莉编写2、电路图绘制注意事项：（1）要求绘制原理图，千万不可画成接线图，否则无法表述逻辑关系，无可读性。（2）电源和地线管脚和连线可以略去。（3）必须注明管脚号、元件编号和元件型号否则无法装配。2/4/2023卢庆莉编写画电路图和管脚编号:简易数字锁电路图2/4/2023卢庆莉编写实验装配步骤

第一步：根据所给的芯片，将它们插入实验箱上与芯片管脚相符合的插座上，注意芯片插入的方向，即：缺口向左。示意图如下：

2/4/2023卢庆莉编写第二步：实验箱上的电源需外接+12V直流电源。①用万用表测量+12V电压注意：直流稳压电源的表头显示不准确，一定要使用万用表测量。用万用表测量好+12V的电压之后，才可以加入到数字实验箱上。千万不要先接实验箱再调测电压值，这样很容易损坏实验箱外接+12V电源不可将极性接反。2/4/2023卢庆莉编写②测好+12V电压后，将+12V电压接入实验箱。下面给出+12V电压的连接示意图：2/4/2023卢庆莉编写③从实验箱上获取+5V直流电压接入芯片。示意图如下：强调：先接地线再接+5V电源。2/4/2023卢庆莉编写第三步：搭试电路①A、B、C接电平开关，用导线连接到芯片的相应管脚上。②接线时按原理图上标注的管脚连接电路，接一根打一个“×”，表示已接好线，直到所有的线都打上“×”了，说明电路全部接好。2/4/2023卢庆莉编写门电路悬空端的正确处理

理论上TTL电路输入端悬空不接等效于为高电平，但是实际使用中为了电路不受干扰，通常根据逻辑功能把悬空的输入端都要进行适当的处理。具体处理方法如下：①与非门的多余输入端接高电平。②或非门的多余输入端接低电平。2/4/2023卢庆莉编写特别注意使能端、控制端必须按功能表的要求连接；地址端必须全部接，不使用的输入端根据实际情况接“0”或“1”；不用的输出端不接。2/4/2023卢庆莉编写故障检测

出现故障首先检查整体电路电源。用万用表测量电源和地是否连接正确。测量方法是负（黑）表笔接地；正（红）表笔接芯片的管脚，千万不可测接先柱。；其次检查集成芯片电源（地和电源都必须一一检查）。2/4/2023卢庆莉编写

根据电路原理进行排查故障先设置一个固定输入状态，用发光二极管显示逻辑结果，如不正确根据与非门“有低出高，全高出低”的工作原理，用万用表测量各个门电路管脚的输入/输出情况（特别注意：万用表的测量方法，首先把黑表笔接地，红表笔点接在被测芯片的管脚上），并将测试结果进行分析，查找出故障。2/4/2023卢庆莉编写例如：当ABC=101时，正常条件下F=1，但此时F=0。说明电路有故障。检查故障的方法及示意图如下：2/4/2023卢庆莉编写小结：电路调测的一般顺序检查电源整体电路电源（电压值、纹波）集成芯片电源（地和电源正都必须检查）检查使能端、控制端使用的使能端和控制端不能悬空可对电路进行简化（举例，计数器LD端）2/4/2023卢庆莉编写根据电路原理进行调测先用单脉冲调测，便于观察电路的工作状态，分析简单。再用连续脉冲调测；2/4/2023卢庆莉编写调测过程中应注意的问题

1如有短路故障，要首先排除；

2要考虑电路前、后级之间的影响（可通过断开电路再测试）。2/4/2023卢庆莉编写

3、要注意电平是否满足要求，不可只关心波形形状。（示波器用DC耦合）

4、排除仪表对被测电路的影响2/4/2023卢庆莉编写实验一:竞争和冒险实验(P171实验内容6)有一组逻辑电路如图7.4.8所示。（1）试用示波器来判断是否存在逻辑冒险，冒险的类型及出现的条件。（2）在输出端加接滤波电容，观察毛刺的变化情况。（3）换用修改逻辑设计的方法来消除所出现的冒险，并通过实验验证。2/4/2023卢庆莉编写2/4/2023卢庆莉编写2/4/2023卢庆莉编写加滤波电容C：2/4/2023卢庆莉