电子技术（数字部分）

前言1.本书的特点本书的结构与传统的知识体系不同，以行动体系解构和重构了数字电子技术的体系结构，以4个项目(3人表决器的设计与制作、一位十进制加法计算器的逻辑电路设计与制作、数字电子钟的设计与制作、A/D转换器的设计与制作)为导向，以这4个项日中的实际电子产品为载体，通过任务驱动的方式组织教材。2.本书的结构和内容第一个项目“3人表决器的设计与制作”。第二个项目“一位十进制加法计算器的逻辑电路设计与制作”第三个项目“数字电子钟的设计与制作”。第四个项目“A/D转换器的设计与制作”。项目一3人表决器的设计与制作任务一数字逻辑认识任务二表示与使用逻辑任务三3人表决器的设计与制作仿真演练3人表决器的仿真任务一数字逻辑认识【技能目标】1、能区分数字信号与模拟信号2、能分辨数字电路与模拟电路3、能进行二进制、十六进制与十进制的相互转换4、能进行十进制与BCD码的转换下一页任务一数字逻辑认识【知识目标】1、掌握区分数字信号与模拟信号2、掌握分辨数字电路与模拟电路3、掌握进行二进制、十六进制与十进制的相互转换4、掌握进行十进制与BCD码的转换下一页上一页任务一数字逻辑认识【实践活动】1、实践活动内容（1）观察及分辨各种信号。（2）进行各种数制的相互转换。2、实践活动任务描述举出日常生活中那些传递信号的方式？优点？缺点？3、实践活动要求（1）分组讨论。（2）观看录像。4、实践仪器与元件（1）幻灯片。（2）示波器。5、活动提示从网络、邮递、电话、传真、卫星电话、电报等方面进行讨论。下一页上一页任务一数字逻辑认识【知识链接1.模拟信号与数字信号】1、模拟信号模拟信号指幅度的取值是连续的（幅值可由无限个数值表示），时间也是连续的信号。如时间上连续的模拟信号，连续变化的图像（电视、传真）信号等。优点：直观且容易实现。缺点：（1）保密性差（2）抗干扰能力弱下一页上一页任务一数字逻辑认识【知识链接1.模拟信号与数字信号】2、数字信号数字信号指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响小，易于用数字电路进行处理，所以得到了广泛的应用。优点：（1）加强了通信的保密性。

（2）提高了抗干扰能力。（3）可构建综合数字通信网。缺点：（1）占用频带较宽。（2）技术要求复杂。（3）进行A/D变换时会带来量化误差。下一页上一页任务一数字逻辑认识【知识链接2.模拟电路与数字电路】模拟电路就是处理模拟信号的电子电路。数字电路就是用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路，或称为数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称为数字逻辑电路。1、数字逻辑电路分类（按功能分）（1）组合逻辑电路。（2）时序逻辑电路。下一页上一页任务一数字逻辑认识【知识链接2.模拟电路与数字电路】2、数字电路的特点（1）同时具有算术运算和逻辑运算功能。（2）实现简单，系统可靠。（3）集成度高，功能实现容易。3、数字电路的应用数字电路与数字电子技术广泛应用于电视、雷达、通信、电子计算机、自动控制、航天等科学技术各个领域。下一页上一页任务一数字逻辑认识【知识链接3.数制及其转换】1.十进制数（1）特点：由10个不同的数字（0-9）组成，逢十进位。（2）权的概念：在数位上，每个数位被赋予一定的位置。（3）权的展开式：（987.3）10=9×102+7×101+8×100+3×10-1

公式：下一页上一页任务一数字逻辑认识【知识链接3.数制及其转换】2.二进制数（1）特点：只有两个数字0和1，逢二进位。（2）二进制权的展开式：（10101）2=1×24+0×23+1×22+0×21+1×20

公式：下一页上一页任务一数字逻辑认识【知识链接3.数制及其转换】二进制不同于十进制的数，不仅数码个数不同，而且进位的规则也不同。十进制是“逢十进一”，即9+1=10，可以写为10=1×101+0×100

，其中0是100位数，1是101位数，也就是十进制是以10为底数的计数体制。每个数码处于不同数位时，它代表的数制是不同的。如7632可以写成7632=7×103+6×102+3×101+2×100二进制是“逢二进一”，即1+1=10，其中0是20位数，1是21位数，因此可以写为10=1×21+0×20，也就是二进制是以2为底数的计数体制。例如（100110）2

=1×25+0×24+0×23+1×22+1×21+0×20=（38）10

这样，就可以将任何一个二进制数转换为十进制数下一页上一页任务一数字逻辑认识【知识链接3.数制及其转换】反过来，将一个十进制数转换为二进制数（38）10=d5×25+d4×24+d3×23+d2×22+d1×21+d0×20

=（d5d4d3d2d1d0）238用2去除，得到的余数就是d0

；其商再连续用2去除，得到余数d1、

d2、

d3、d4、d5，直到最后的商等于0为止，即“除以2取余，逆序排列”。

所以（38）10=（d5d4d3d2d1d0）2=（100110）2下一页上一页任务一数字逻辑认识【知识链接3.数制及其转换】

3.二进制数与十进制数的相互转换（1）十进制整数转二进制数：“除以2取余，逆序排列”。例1-1（89）10=（1011001）2下一页上一页任务一数字逻辑认识【知识链接3.数制及其转换】（2）十进制小数转二进制数：“乘以2取整，顺序排列”。例1-2

（0.625）10=（0.101）2

0.625×2=1.25（取1）

1.25×2=0.5（取0）

0.5×2=1（取1）（3）二进制数转十进制数。展开，并求和，即为十进制数。下一页上一页任务一数字逻辑认识【知识链接3.数制及其转换】4、八进制数（1）特点：有8个不同的数字（0-7），逢8进位，一个八进制数相当于3位二进制数。（2）与二进制的转换二进制数转八进制数：3位变1位。八进制数转二进制数：1位变3位。例1-3

将八进制数（345.67）8转化为二进制数。

34567011100101110111结果为：（011，110，101.110，111）2下一页上一页任务一数字逻辑认识【知识链接3.数制及其转换】5.十六进制数（1）特点：有16个不同的数字（0-9，A、B、C、D、E、F），逢16进位，一个十六进制数相当于4位二进制数。（2）与二进制数的转换二进制数转十六进制数：4位变1位。十六进制数转二进制数：1位变4位。例1-4

将十六进制数（C5B.67）16转化为二进制数。

C5B6711000101101101100111结果为：（1100，0101，1011.0110,0111）2下一页上一页任务一数字逻辑认识【知识链接3.数制及其转换】例1-5将二进制数（10，1101，0101.1111，0100）2转化为十六进制数。

1011010101111101002D5F4

结果为：（2D5.F4）16注意：划分位时，是以小数点为基准，分别向两边划分，4位为一个单位。下一页上一页任务一数字逻辑认识【知识链接4.二进制码】在计数体制中，通常用的是十进制，它有01，2，3，4，…，9这10个数码，用它们来组成一个数。但在数字电路中，为了把电路的两个状态（“1”态和“0”态）和数码对应起来，采用二进制较为方便。二进制只有0和1两个数码。下一页上一页任务一数字逻辑认识【知识链接4.二进制码】1、BCD码BCD（Binary-CodedDecimal）代码简称BCD，称BCD码或二-十进制代码，亦称二进制码十进数，是一种二进制的数字编码形式，用二进制编码的十进制代码。这种编码形式利用了4个位元来储存一个十进制的数码，使二进制和十进制之间的转换得以快捷进行。由于十进制数共有0、1、2、…、9这10个数码，因此，至少需要4位二进制码来表示1位十进制数。4位二进制码共有24=16种码组，在这16种代码中，可以任选10种来表示10个十进制数码，共有N=16！/（16-10）！约等于2.9乘以10的10次方种方案。下一页上一页【知识链接4.二进制码】2.常用BCD编码方式最常用的BCD编码，就是使用0-9这10个数值的二进码来表示。这种编码方式，我们称之为“8421码”。除此以外，对应不同需求，亦开发了不同的编码方法，以适应不同的需求。这些编码，大致可以分为有权码和无权码两种：有权BCD码，如8421（最常用）、2421、5421等。无权BCD码，如余3码，格雷码等。任务一数字逻辑认识下一页上一页【知识链接4.二进制码】3.常用BCD码十进制数8421码5421码2421码余3码余3循环码

000000000000000110010100010001000101000110200100010001001010111300110011001101100101401000100010001110100501011000101110001100601101010110010011101701111010110110101111810001011111010111110910011100111111001010任务一数字逻辑认识下一页上一页【知识链接4.二进制码】4.特点（1）8421编码直观，好理解。（2）5421码和2421码中大于5的数字都是高位为1，5以下的高位为0。（3）余3码是8421码加上3，有上溢出和下溢出的空间。（4）格雷码相邻2个数有3位相同，只有1位不同。（5）BCD码是10位二进制码，也就是将十进制的数字转化为二进制数，但是和普通的转化有一点不同，每一个十进制的数字0-9都对应着一个4位的二进制码，对应关系如下：十进制0对应二进制0000；十进制1对应二进制0001；……十进制9对应二进制1001；接下来的10就有两个上述的码来表示10，表示为00010000，也就是BCD码是遇见1001就产生进位，不像普通的二进制码，到1111才产生进位10000.任务一数字逻辑认识上一页返回任务二表示与使用逻辑【技能目标】1、能使用与、或、非门。2、能使用与非、或非、异或门。3、能表示逻辑函数。4、能化简逻辑函数。5、能够正确使用逻辑门、用逻辑门构成简单功能电路。下一页任务二表示与使用逻辑【知识目标】1、掌握基本逻辑门的功能。2、掌握与非、或非门的功能。3、了解异或、同或门的功能。4、掌握逻辑函数的表示方法。5、掌握逻辑函数的化简方法。6、掌握门电路构成的技术。7、初步了解门电路的技术参数。下一页上一页任务二表示与使用逻辑【实践活动】一、实验目的（1）掌握验证逻辑门电路功能的方法。（2）学习基本门电路的实际应用。（3）掌握逻辑门多余输入端的处理方法。下一页上一页任务二表示与使用逻辑【实践活动】二、实验原理1.TTL门电路TTL门电路是数字电路中应用最广泛的门电路，基本门有与门、或门和非门。复合门有与非门、或非门。与或非门和异或门等。对门电路的多余输入端，最好不要悬空，虽然对TTL门电路来说，悬空相当于逻辑1，并不影响与门、与非门的逻辑关系，但悬空容易接受干扰，有失会造成电路误动作。不同的逻辑门，其多余输入端的处理有不同的方法。下一页上一页任务二表示与使用逻辑【实践活动】（1）TTL与门、与非门的多余输入端的处理。把多余输入段与有用的输入端并联使用；把多余输入端接高电平或通过串联限流电阻接高电平。实际使用中多采用把多余的输入端通过串联接限流电阻接高电平的方法。多余输入端的处理方法如图1-1所示。下一页上一页任务二表示与使用逻辑【实践活动】2.TTL或门、或非门的多余输入端的处理。把多余输入端与有用的输入端并联使用；把多余输入端接低电平或接地。多余输入端的处理方法如图1-2所示。下一页上一页任务二表示与使用逻辑【实践活动】2.CMOS门电路CMOS门电路具有输入电阻高、功耗小、制造工艺简单、集成度高、电源电压变化范围大（3~18V）、输出电压摆幅大和噪声容限高等优点，因而在数字电路中得到了广泛的应用。由于CMOS门电路的输入电阻很高，容易受静电感应而造成击穿，使其损坏，因此，使用时应注意以下几点：（1）工作结束时，先撤去输入信号，后去掉电源。（2）电源电压首先要避免超过极限电压，其次要注意电源电压的高低影响电路的工作频率，绝对不允许接反。（3）禁止在电源接通的情况下，装拆线路或器件。下一页上一页任务二表示与使用逻辑【实践活动】（4）对门电路多余的输入端，不能悬空，对不同的逻辑门，其多余输入端的处理有如下不同的方法：①CMOS与门、与非门的多余输入端的处理：把多余输入段与有用的输入端并联使用；把多余输入端接高电平或通过串联限流电阻接高电平。实际使用中多采用把多余的输入端通过串联接限流电阻接高电平的方法，最好不要并联使用。②CMOS或门、或非门的多余输入端的处理：把多余输入端与有用的输入端并联使用；把多余输入端接低电平或接地。下一页上一页任务二表示与使用逻辑【实践活动】三、实验仪器、设备与器件1.ADCL-IV型电子技术综合实验箱。2.MS8215型数字万用表。3.元器件：74LS00，四-2输入与非门、74LS54、四-2-3-3-2输入与或非门。4.电阻：1kΩ下一页上一页任务二表示与使用逻辑【实践活动】四、实验内容与步骤实验前，按实验箱的使用说明先检查电源是否正常，然后选择实验用的集成电路，按自己设计的实验接线图接好，特别注意+Vcc及地线不能接错。实验中改动接线须断开电源，接好线再通电实验。1.TTL与非门的逻辑功能及应用芯片的引脚号查法是面对芯片有字的正面，从缺口处的下方（左下角），逆时针从1数起。芯片要能工作，必须接电源和地。本实验所用与非门集成芯片为74LS00四-二输入与非门，其引脚排列如图1-3所示。下一页上一页任务二表示与使用逻辑【实践活动】（1）测试74LS00四-2输入与非门的逻辑功能。选中74LS00一个与非门，将其输入端A和B分别接至电平输出器插孔，由电平输出控制开关控制所需电平值，扳动开关给出4种组合输入。将输出端接至发光二极管的输入插孔，并通过发光二极管的亮和灭来观察门的输出状态。如图1-4所示，其逻辑函数式为：

，将观测结果填入表1-1中。下一页上一页任务二表示与使用逻辑【实践活动】（2）用74LS00实现或逻辑：Y=A+B，写出过程逻辑函数式，画出标明引脚的逻辑电路图，测试其逻辑功能，将观测结果填入表1-2中。（3）用74LS00实现表1-3所示的逻辑函数。写出设计函数式，画出标明引脚的逻辑电路图，并验证之。下一页上一页任务二表示与使用逻辑【实践活动】2.TTL与或非门的逻辑功能及应用（1）测试74LS54四-2-3-3-2输入与或非门的逻辑功能。74LS54引脚排列如图1-5所示。逻辑表达式为：Y=A·B+C·D·E+F·G·H+I·J现要求测试的逻辑函数式为：Y=AB+CD。接线如图1-6所示，用开关改变输入变量A、B、C、D的状态，给出16种组合输入，通过发光二极管观测输出端Y的状态，将观测结果填入表1-4中。（2）用74LS54和74LS00实现表1-4所示的逻辑函数。写出设计函数式，画出表明引脚的逻辑电路图，并验证之。下一页上一页任务二表示与使用逻辑【实践活动】五、思考题1.CMOS门和TTL门的多余输入端的处理方法是什么？2.CMOS门和TTL门的输出端应注意哪些问题？3.能否将TTL门作为CMOS门的负载？为什么？下一页上一页任务二表示与使用逻辑【知识链接1：逻辑门的知识与使用】在数字电路中，门电路是最基本的逻辑元件，它的应用极为广泛。所谓“门”，就是一种开关，在一定条件下它能允许信号通过，条件不满足，信号就通不过。因此，门电路的输入信号与输出信号之间存在一定的逻辑关系，所以门电路又称为逻辑门电路。基本逻辑门电路有“与”门、“或”门和“非”门。在分析逻辑电路时只用两种相反的工作状态，并用“1”和“0”来代表。“1”是“0”的反面，“0”也是“1”的反面。用逻辑关系式表示，则为1=0或0=1下一页上一页任务二表示与使用逻辑【知识链接1：逻辑门的知识与使用】图1-7所示的照明电路中，开关A和B串联，只有当A与B同时接通时（条件），电灯才亮（结果）。这两个串联开关所组成的就是一个“与”门电路，“与”逻辑关系可用下式表示：A·B=Y它的意义是：ABYA·B=Y

断断暗0·0=0

通断暗1·0=0

断通暗0·1=0

通通亮1·1=1右边的是逻辑“与”运算或称逻辑乘法运算。下一页上一页任务二表示与使用逻辑【知识链接1：逻辑门的知识与使用】图1-8所示的照明电路中，开关A和B并联，只有当A接通或B接通，或A和B都接通时（结果）。这两个并联开关所组成的就是一个“或”门电路，“或”逻辑关系可用下式表示：A+B=Y它的意义是：ABYA+B=Y

断断暗0+0=0

通断亮1+0=1

断通亮0+1=1

通通亮1+1=1右边的是逻辑“或”运算或称逻辑加法运算。下一页上一页任务二表示与使用逻辑【知识链接1：逻辑门的知识与使用】图1-9所示的电路中，联动开关有两个触点，任一个接通，另一个断开，故用A和A表示。当将A接通时，A断开，电灯就不亮。若A断开，则A接通，电灯就亮。这个开关所组成的就是一个“非”门电路，“非”逻辑关系可用下式表示：A=Y它的意义是：

AAYA=Y

断通亮0=1

通断暗1=0右边的是逻辑“非”运算。下一页上一页任务二表示与使用逻辑【知识链接2：逻辑代数的表示】逻辑代数或称布尔代数，它是分析与设计逻辑电路的数学工具。逻辑代数所表示的是逻辑关系，不是数量关系，这是它与普通代数本质上的区别。在逻辑代数中逻辑乘（“与”运算）、逻辑加（“或”运算）和求反（“非”运算）3种基本运算。下一页上一页任务二表示与使用逻辑【知识链接2：逻辑代数的表示】1.基本运算法则（1）0·A=0（2）1·A=A（3）A·A=A（4）A·A=0（5）0+A=A（6）1+A=1（7）A+A=A（8）A+A=1（9）A=A下一页上一页任务二表示与使用逻辑【知识链接2：逻辑代数的表示】2.交换律（10）AB=BA（11）A+B=B+A3.结合律（12）ABC=（AB）C=A（BC）（13）A+B+C=（A+B）+C=A+（B+C）4.分配律（14）A（B+C）=AB+AC（15）A+BC=（A+B）（A+C）下一页上一页任务二表示与使用逻辑【知识链接2：逻辑代数的表示】5.吸收律(16)A(A+B)=A(17)A(A+B)=AB(18)A+AB=A(19)A+AB=A+B(20)AB+AB=A(21)(A+B)(A+B)=A下一页上一页任务二表示与使用逻辑【知识链接2：逻辑代数的表示】6.反演律(22)下一页上一页(23)任务二表示与使用逻辑【知识链接3：逻辑函数的表示】逻辑函数的描述方法有真值表、函数表达式、卡诺图、逻辑图及硬件描述语言。1.真值表求出逻辑函数输入变量的所有取值下所对应的输出值，并列成表格，称为真值表。例1-6有a、b、c这3个输入信号，只有当a为1，且b、c至少一个为1时，输出为1，其余情况输出为0.解：

a、b、c这3个输入信号共有8种可能，如表1-5左边所列。对应每一个输入信号的组合均有一个确定输出。根据题意，如表1-5右边所列。下一页上一页任务二表示与使用逻辑【知识链接3：逻辑函数的表示】2.逻辑函数表达式将输出和输入之间的关系写成与、或、非运算的组合式就得到逻辑函数表达式。根据例1-6中的要求及与、或逻辑的基本定义，“b、c中至少有一个为1”可表示为或逻辑关系（b+c），同时还要a为1，可以表示为与逻辑关系，写成a（b+c）。因此可以得到例1-6的逻辑函数表达式F=a（b+c）3.逻辑图将逻辑函数表达式中各变量之间的与、或、非等逻辑关系用逻辑图形符号表示，即得到表示函数关系的逻辑图。例1-6的逻辑图如图1-10所示。下一页上一页任务二表示与使用逻辑【知识链接3：逻辑函数的表示】4.各种描述方法之间的相互转换（1）由真值表写出逻辑函数表达式。一般方法为：①由真值表中找出使逻辑函数输出为1的对应输入变量取值组合。②每个输入变量取值组合状态以逻辑乘形式表示，用原变量表示变量取值1，用反变量表示变量取值0.③将所有使输出为1的输入变量取值逻辑乘进行逻辑加，即得到逻辑函数表达式。下一页上一页任务二表示与使用逻辑【知识链接3：逻辑函数的表示】例1-7由表1-6所示真值表写出逻辑函数表达式。解：由表1-6可见，使F=1的输入组合有abc为000、001、010、100和111，对应的逻辑乘为、、、和

，所以逻辑函数表达式为（2）由逻辑函数表达式列真值表。将输入变量取值的所有状态组合逐一列出，并将输入变量组合取值代入表达式，求出函数值，列成表，即为真值表，如例1-7中表1-6所示。（3）由逻辑函数表达式画逻辑图。用逻辑图符号代替函数表达式中的运算符号，即可画出逻辑图。例1-8已知逻辑函数表达式为

，试画出相应逻辑图。解：用与非门代替表达式中的运算符号，按运算的优先顺序连接起来，如图1-11所示。下一页上一页任务二表示与使用逻辑【知识链接3：逻辑函数的表示】例1-9

逻辑图如图1-12所示，根据逻辑图写出逻辑函数表达式。解：根据逻辑图写出的表达式为：下一页上一页任务二表示与使用逻辑【知识链接4：逻辑函数的化简】应用逻辑代数运算法则化简。1.并项法应用,将两项合并为一项，并可消去一个或两个变量。如：下一页上一页任务二表示与使用逻辑【知识链接4：逻辑函数的化简】2.配方法应用，将与某乘积相乘，而后展开，合并化简。如：下一页上一页任务二表示与使用逻辑【知识链接4：逻辑函数的化简】3.加项法应用A+A=A，在逻辑式中加相同的项，而后合并化简。如：下一页上一页任务二表示与使用逻辑【知识链接4：逻辑函数的化简】4.吸收法应用A+AB=A，消去多余因子。如：例1-10试证明证明：上一页返回任务三3人表决器的设计及制作【技能目标】能用门电路构成3人表决器。【知识目标】掌握组合逻辑电路的设计方法。【实践活动】1.实践活动内容设计并制作3人表决器下一页任务三3人表决器的设计及制作【实践活动】2.实践活动任务描述有3人参加表决，如果两人以上赞成，则表决通过；否则，不能通过。每名参加表决者的表决用按钮开关进行，按下开关表示同意，未按下开关表示不同意。用两只发光二极管指示表决结果。绿灯亮表示通过，红灯亮表示未通过。3.实践活动要求要求每人用逻辑门设计3人表决器的控制电路，并在焊接板上（或面包板）上将设计的电路搭建起来，调试并实现所要求的功能。下一页上一页任务三3人表决器的设计及制作【实践活动】4.实验仪器与元件万用表、电烙铁、按钮开关3只，红色、绿色LED各一只，集成逻辑门若干，电阻、电容若干，单股导线一段，焊接板（或面包板）一块，焊锡丝一段。下一页上一页任务三3人表决器的设计及制作【实践活动】5.活动提示（1）如何用按钮开关表示两个相反的状态，如“1”和“0”，设计出简单的电路？（2）LED正、负极间加正向电压时导通，一般电压大于2V时发光，不加电压或加反向电压时不通，LED不亮，应与LED串联一100~1000Ω的电阻，保护LED不因过流而损坏。（3）3个人的按钮状态为3个输入，输出两个信号控制两个LED显示。（4）此设计为组合逻辑，用集成逻辑门实现，设计方法可见后门的知识链接。下一页上一页任务三3人表决器的设计及制作【知识链接1：组合逻辑电路的一般设计方法】一、组合逻辑电路的设计步骤（1）根据对电路逻辑功能的要求，即输出与输入之间的对应关系，写出真值表。（2）由真值表写出逻辑表达式。（3）简化或变换逻辑表达式。（4）根据逻辑表达式画出逻辑电路图。组合逻辑电路的设计，通常以电路简单，所用器件种类及数量少为目标。因此应根据实际情况，尽可能减少所用的器件数目和种类。下一页上一页任务三3人表决器的设计及制作【知识链接1：组合逻辑电路的一般设计方法】二、最小项1.最小项的定义包含全部输入变量的乘积项称为最小项。2.最小项的性质（1）在输入变量的任何取值下必有一个最小项，而且只有一个最小项的值为1.（2）全部最小项之和为1.（3）任意两个最小项的乘积为0。下一页上一页任务三3人表决器的设计及制作【知识链接1：组合逻辑电路的一般设计方法】3.最小项的编号假设一个3变量函数，ABC为其最小项，只有当A=1，B=0，C=1时才会使最小项ABC=1，如果将ABC取值101看作二进制数，那么它所表示的十进制数为5，未来以后书写及使用方便，记作m5。据此，可以得到3变量最小项编号表，如表1-7所示。下一页上一页任务三3人表决器的设计及制作【知识链接1：组合逻辑电路的一般设计方法】4.求最小项表达式（1）由真值表写出的逻辑函数表达式为最小项表达式，因此对一个任意的逻辑函数表达式可以先转换成真值表，再写出最小项表达式。例1-12将转换成最小项表达式。解：的真值表如表1-8所示。下一页上一页任务三3人表决器的设计及制作【知识链接1：组合逻辑电路的一般设计方法】（2）利用把非标准与或式中每一个乘积所缺变量补齐，展开成最小项表达式。如上例中，F是包含A、B、C3变量的函数，则下一页上一页任务三3人表决器的设计及制作【知识链接1：组合逻辑电路的一般设计方法】三、卡诺图及用卡诺图化简逻辑函数的方法1.卡诺图所谓卡诺图就是将n变量的全部最小项各用一个小方格表示，最小项按循环码规则排列成的方格图。图1-13和图1-14分别为3变量函数和4变量函数的卡诺图。N变量的卡诺图可以表示n变量的逻辑函数。下一页上一页任务三3人表决器的设计及制作【知识链接1：组合逻辑电路的一般设计方法】2.卡诺图的特点（1）n个变量的卡诺图由2n个小方格组成，每个小方格代表一个最小项。（2）卡诺图上处在相邻、相对、相重位置的小方格所代表的最小项为相邻最小项。3.卡诺图的简化表示法（1）给定逻辑函数为标准与或表达式。当逻辑函数为标准与或表达式时，只需在卡诺图上找出和表达式中最小项对应的小方格填上1，其余小方格填上0，即可得到该函数的卡诺图。下一页上一页任务三3人表决器的设计及制作【知识链接1：组合逻辑电路的一般设计方法】（2）逻辑函数为一般与或表达式。当逻辑函数为一般与或表达式时，可根据“与”的公共性和“或”的叠加性作出相应卡诺图。例1-144变量函数F(A,B,C,D)=AB+CD+ABC的卡诺图如图1-16所示。填写该函数卡诺图时，只需在4变量卡诺图上依次找出和“与项”AB、CD、ABC对应的小方格填上1，便可得到该函数的卡诺图。当逻辑函数表达式为其他形式时，可将其变换上述形式后再做卡诺图。下一页上一页任务三3人表决器的设计及制作【知识链接1：组合逻辑电路的一般设计方法】4.用卡诺图化简逻辑函数（1）将逻辑函数写成最小项表达式。（2）按最小项表达式填写卡诺图，凡是式中包含了的最小项，其对应方格填1，其余的方格填0.（3）合并最小项。即将相邻的1方格圈成一组，每一组含2n个方格，对应每个包围圈写成一个新的乘积项。（4）将所有的包围圈对应的乘积项相加。下一页上一页任务三3人表决器的设计及制作【知识链接1：组合逻辑电路的一般设计方法】画包围圈应遵循的原则如下：（1）包围圈内的方格数必定是2n个，n为0、1、2、…。（2）相邻方格包括上下底相邻，左右边相邻和四角相邻。（3）同一方格可以被不同的包围圈重复包围，但新增包围圈中一定要有新的方格，否则该包围圈多余。（4）包围圈的方格数尽可能多，包围圈的数码尽可能小（包大不包小）下一页上一页任务三3人表决器的设计及制作【知识链接1：组合逻辑电路的一般设计方法】例1-15用卡诺图化简逻辑函数解：首先画出逻辑函数Y的卡诺图，如图1-17所示。由图1-17可以看出，可以合并一个四格组和一个二格组，合并后为Y=A+BC。例1-16用卡诺图求逻辑函数的最简或与表达式。解：其卡诺如图1-18所示。结果为下一页上一页任务三3人表决器的设计及制作【知识链接1：组合逻辑电路的一般设计方法】四、组合逻辑设计举例设计步骤如下：1.分析设计要求2.列真值表3.写出逻辑表达式并化简4.画逻辑图下一页上一页任务三3人表决器的设计及制作【知识链接1：组合逻辑电路的一般设计方法】例1-173人按少数服从多数的原则对某事进行表决，但其中一人有表决权，即只要他同意，不论同意者是否答多数，表决通过。试用“与非”门设计该表决器。解：（1）真值表如表1-9所示。（2）逻辑表达式为用卡诺图化简逻辑函数，如图1-19（a）所示，得到最简与或表达式，即（3）将表达式转换成“与非”形式：（4）根据逻辑表达式画出如图1-19（b）所示的逻辑电路。下一页上一页任务三3人表决器的设计及制作【知识链接2：组合逻辑电路的分析方法】分析过程步骤分析过程一般包含4个步骤，如图1-22所示。一般按以下步骤进行分析:（1）根据给定的逻辑电路图，写出输出端的逻辑表达式。（2）对逻辑表达式进行化简和变换，得到最简表达式。（3）根据最简逻辑表达式列出真值表。（4）根据真值表分析电路的逻辑功能。上一页返回仿真演练3人表决器的仿真【技能目标】1、学会用Multisim2001仿真软件。2、学会使用逻辑转换仪进行数字电路设计。3、学会将电路生成子电路。下一页仿真演练3人表决器的仿真【知识目标】1、掌握Multisim2001仿真软件的基本操作。2、掌握逻辑转换仪的使用方法。3、掌握子电路的生成过程。【实践活动】设计并制作3人表决器。下一页上一页仿真演练3人表决器的仿真【实践内容】（1）根据设计原理，在逻辑转换仪中设置真值表。3人表决器电路由A、B、C3人组成，每人只有一票权，当总票数达到两票或两票以上时，结果为通过，否则为未通过。在电路空白工作区中调入逻辑转换仪，双击图标打开画板，选择ABC3个输入端，根据设计原理输入真值表，如图1-24所示。（2）单击按钮，生成简单的电路表达式为：Y=AC+AB+BC。（3）单击按钮，根据表达式Y=AC+AB+BC生成电路。下一页上一页仿真演练3人表决器的仿真【实践内容】（4）在生成的电路中添加图标按键A、B、C和结果指示灯Y，从Basic器件库中选择开关SPDT作为图标按键，将其标号和控制建分别设置为A、B、C，从Indicators器件库中选择电压探测器Probe作为结果指示。图1-25所示为设计好的参考电路。（5）启动电路，根据真值表输入按键组合，观察输出结果是否符合设计要求。（6）执行菜单Place→PlaceTextDescriptionBox命令，添加电路描述，内容为：”3人表决器，由A、B、C3人组成，每人只有一票权，当总票数过半，结果为通过。”（7）生成子电路如图1-26所示。下一页上一页仿真演练3人表决器的仿真【知识链接1：逻辑转换仪的使用】逻辑转换仪（LogicConverter）是Multisim2001软件中特有的虚拟仪器，实际工作中不存在与之对应的设备。它能完成逻辑表达式、真值表和逻辑电路三者之间的相互转换，为逻辑电路的设计与仿真带来了方便，图1-27所示是逻辑转换仪的图标和面板。1.逻辑电路逻辑转换仪的图标中有9个端子，左边8个用于连接电路的输入端，右边的一个端子用于连接电路的输出端。只有在将逻辑电路转换为真值表时，才需将图标与逻辑转换仪相连。下一页上一页仿真演练3人表决器的仿真【知识链接1：逻辑转换仪的使用】2.从逻辑电路导出真值表（1）绘制逻辑电路。（2）将逻辑电路的输入端连到逻辑转换仪的输入端，将逻辑电路的输出端连到逻辑转换仪输出端。（3）单击按钮（电路→真值表），系统自行转换并在真值表去别处该电路的真值表，如图1-28所示。下一页上一页仿真演练3人表决器的仿真【知识链接1：逻辑转换仪的使用】3.从真值表导出逻辑表达式（1）根据输入端的个数用鼠标单击逻辑转换仪面板顶部输入端的小圆圈，选定输入信号（由A到H）。（2）选定输入信号后，真值表区将自动出现输入信号的所有组合，而真值表区右端输出列全部显示为“？”。（3）用鼠标单击“？”，可以在“0”、“1”、“X”之间切换，根据实际要求修改真值表的输出值0、1、X（不定）。（4）单击按钮（真值表→表达式），在面板底部逻辑表达式栏出现相应的逻辑表达式，表达式中的“’”表示逻辑变量“非”，如A’表示.（5）单击按钮，可获得简化的逻辑表达式，经过转换后的简单表达式如图1-29所示。下一页上一页仿真演练3人表决器的仿真【知识链接1：逻辑转换仪的使用】4.其他转换在逻辑转换仪底部逻辑表达式栏内输入表达式（“与非”式及“或非”式均可），然后单击按钮（表达式→真值表）得到相应的真值表。单击按钮（表达式→门电路）则得到相应的逻辑电路图。单击按钮（表达式→与非电路）得到由与非门构成的电路。转换后的逻辑门电路将出现在电路工作区并处于选中状态，可以进行移动或删除操作。下一页上一页仿真演练3人表决器的仿真【知识链接2：子电路的生成】1.创建子电路（1）绘制子电路的电路图。（2）选择菜单Place→PlaceInput/Output命令在电路的输入/输出端口，并连接线路。双击各输入/输出端口，对各端口重新进行命名，如图1-30所示。2.添加子电路（1）选中需要作为子电路的电路图，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Copy命令，将其复制到剪贴板上。（2）执行菜单Place→PlaceasSubcircuit命令，屏幕弹出一个如图1-31所示的子电路命名对话框，在文本框仲输入子电路名称，单击OK按钮保存子电路。下一页上一页仿真演练3人表决器的仿真【知识链接2：子电路的生成】（3）执行菜单Place→ReplacebySubcircuit命令，屏幕出现定义子电路名对话框，定义好子电路名后单击OK按钮，电路上出现子电路方块，移动到合适位置后单击鼠标左键，该子电路将代替原电路中的相应部分电路。3.编辑子电路双击子电路图标，出现如图1-33所示的对话框，其中ReferenceID栏可以修改子电路图标编号，单击EditSubcircuit按钮，进入子电路编辑窗口，此时可以对子电路进行编辑修改。4.调用子电路一般情况下未来保存已设计好的子电路，可以专设置一个用于保存子电路的电路图。返回上一页图1-1TTL与门、与非门多余输入端的处理方法返回图1-2TTL或门、或非门多余输入端的处理方法返回图1-374LS00引脚排列返回图1-4与非门逻辑功能测试返回表1-1“与非”门逻辑功能测试表返回表1-2或逻辑功能测试表返回表1-3数据表返回图1-574LS54引脚排列返回图1-6与或非门逻辑功能测试返回表1-4与或非逻辑功能测试表返回图1-7“与”运算电路返回图1-8“或”运算电路返回图1-9“非”运算电路返回表1-5真值表返回图1-10逻辑图返回表1-6真值表返回图1-11逻辑图返回图1-12逻辑图返回表1-73变量最小项编号表返回表1-8真值表返回图1-133变量函数返回图1-144变量函数返回图1-16函数F(A,B,C,D)的卡诺图返回图1-17卡诺图返回图1-18卡诺图返回表1-9真值表返回图1-19单输出组合逻辑电路设计返回图1-24产生真值表返回图1-253人表决器测试电路返回图1-263人表决器测试电路生成的子电路返回图1-27逻辑转换仪器的图标和面板返回图1-28要转换的电路及转换后的真值表返回图1-29真值表导出简化逻辑表达式返回图1-30放置子电路的输入/输出端口返回图1-31定义子电路返回图1-33子电路编辑对话框返回项目二一位十进制加法计算器的逻辑电路设计与制作任务一BCD编码器的逻辑电路设计与制作任务二译码器的逻辑电路设计与制作任务三一位十进制加法器的逻辑电路的设计和制作仿真演练一七段数码管显示电路仿真演练二全加器任务一BCD编码器的逻辑电路设计与制作【技能目标】能设计并制作BCD码编码器。【知识目标】掌握编码技术。【实践活动】1.实践活动内容BCD编码器实验。下一页任务一BCD编码器的逻辑电路设计与制作【实践活动】2.实践活动任务描述在电路输入端按下代表0~9的任何一个按钮开关，在输出端，LED就会显示与该十进制数对应的二进制数值。任何时刻只允许输入一个有效信号。3.实践活动要求要求每人用逻辑门设计BCD编码器的控制电路，并在焊接板（或面包板）上将设计的电路搭建起来，然后调试并实现所要求的功能。4.实践仪器与元件万用表、电烙铁、按钮开关10只，红色LED4只，集成逻辑门若干，电阻、电容若干，导线，焊接板（或面包板），焊锡丝下一页上一页任务一BCD编码器的逻辑电路设计与制作【实践活动】5.活动提示（1）LED正、负板间加正向电压时导通，一般电压大于2V时发光，不加电压或加反向电压时不导通，LED不亮，应与LED串联一100~1000Ω的电阻保护LED不致因过流而损坏。（2）10个按钮开关代表0~9这10个十进制数，输出4个信号控制4个LED的显示。（3）此设计为组合逻辑，用集成逻辑门实现，设计方法可见后面的知识链接。下一页上一页任务一BCD编码器的逻辑电路设计与制作【知识链接：编码器的基本知识】按照被编码信号的不同特点和要求，有二进制编码器、二-十进制编码器、优先编码器之分。一下着重介绍二进制编码器和BCD编码器。1.二进制编码器用n位二进制代码对N=2n个一般信号进行编码的电路，叫做二进制编码器。这种编码器有一个特点：任何时刻只允许输入一个有效信号，不允许同时出现两个或两个以上的有效信号，因而其输入是一组互相排斥的变量。观以3位二进制编码器为例，分析编码器的工作原理。图2-1所示是3位二进制编码的框图，它的输入是I0~I7这8个高电平信号，输出是3位二进制代码Y2、Y1、Y0.为此，又把它叫做8-3线编码器。输出与输入的对应关系如表2-1所示。下一页上一页任务一BCD编码器的逻辑电路设计与制作【实践活动】根据以上真值表，无需绘制卡诺图，可以直接推导8-3线编码器的逻辑表达式。根据以上逻辑表达式可以绘制出8-3线编码器的逻辑电路。如图2-2。下一页上一页任务一BCD编码器的逻辑电路设计与制作【实践活动】2.BCD编码器将十进制数0~9这10个信号编成二进制代码的电路叫二-十进制BCD编码器。它和二进制编码器特点一样，任何时刻只允许输入一个有效信号。本项目的任务是要实现一个十进制8421BCD编码器，因输入变量相互排斥，可直接列出编码表如表2-2所示。将表中各位输出码为1的相应输入变量相加，便可得到编码器的各输出表达式：根据以上逻辑表达式可以绘制出8421BCD码编码器的逻辑电路，如图2-3所示。上一页返回任务二译码器逻辑电路设计与制作【技能目标】能设计并使用译码器。【知识目标】（1）掌握编码技术。（2）掌握集成LED译码器的使用方法。下一页任务二译码器逻辑电路设计与制作【实践活动】1.实践活动任务描述设计制作二-十进制译码显示电路：以七段显示译码器74LS48为核心制作十进制数译码显示电路，电路的输入端是4个74LS48连接的按钮开关，通过这4个按钮开关输入一个4位二进制数，这个二进制数经74LS48译码后驱动后端的LED数码管显示对应的十进制数字。2.实践活动要求要求每人用74LS48译码器设计二-十进制译码显示电路，并在焊接板（或面包板）上将设计的电路搭建起来，然后调试并实现所要求的功能。下一页上一页任务二译码器逻辑电路设计与制作【实践活动】3.实践仪器与元件万用表、电烙铁、七段显示译码器74LS48一片，按钮开关4只，LED4数码管1个，电阻、电容若干，导线，焊接板（或面包板），焊锡丝4.活动提示（1）务必详细阅读74LS48芯片说明书，正确连接按钮开关和数码管。（2）此设计为组合逻辑，用集成逻辑电路实现，设计方法可见后面的知识链接。下一页上一页任务二译码器逻辑电路设计与制作【知识链接1：译码器的基本知识】译码是编码的逆过程，它的功能是将具有特定含义的二进制码进行辨别，并转换成控制信号，具有译码功能的逻辑电路称为译码器。1.二-十进制译码器二-十进制译码器（见图2-4）是最基本的二进制译码器，它有4个输入端，需要译码的4位二进制代码从这里并行输入；有10个译码输出端。功能是将4位并行输入的二进制代码，根据译码要求，选择10输出中的一个输出译码信息。表2-3所示为二-十进制译码器的真值表。下一页上一页任务二译码器逻辑电路设计与制作【知识链接1：译码器的基本知识】由真值表可以推导出二-十进制译码器的逻辑表达式：根据以上逻辑表达式，可以绘制出二-十进制译码器的逻辑电路，如图2-5所示。下一页上一页任务二译码器逻辑电路设计与制作【知识链接1：译码器的基本知识】2.三线-八线译码器功能是将3位并行输入的二进制代码，根据译码要求，选择8个输出中的一个输出译码信息。典型的三线-八线译码器是74LS138.74LS138有3个地址输入端A、B、C，它们共有8种状态的组合，即可译出8个输出信号Y0~Y7。74LS138的引脚排列见图2-6，功能表见表2-4。可用两片3~8线译码器74LS138构成4-16线译码器，其具体连接如图2-7所示。下一页上一页任务二译码器逻辑电路设计与制作【知识链接2：LED数码管及其驱动电路】LED数码管（也称发光二极管数码管）是用显示数字、文字和符号的常用器件。如图2-8所示。LED数码管根据管内PN结的连接方式不同，可分为共阴数码管和共阳数码管两种。共阴数码管就是管内所有PN结的阴极都连在一起，如图2-9（a）所示。使用时应将共阴端接低电平，阳极接显示译码器的哥哥输出端。共阳数码管就是管内所有PN结的阳极都连在一起，如图2-9（b）所示。使用时应将共阳端接高电平，阴极接显示译码器的各个输出端。下一页上一页任务二译码器逻辑电路设计与制作【知识链接3：集成LED译码器】集成LED译码器的功能是将输入的BCD码经过译码后，驱动LED数码管显示相应的十进制数。1.74LS4874LS48是一种与共阴极数码管配合使用的字符显示译码器，逻辑符号如图2-10所示。74LS48功能表如表2-5所示。图2-11所示是LED七段显示器和译码驱动电路连接实例。下一页上一页任务二译码器逻辑电路设计与制作【知识链接3：集成LED译码器】2.CD4511CD4511是一个用于驱动共阴极LED(数码管)显示器的BCD码-七段码译码器，它具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流，可直接驱动LED显示器。图2-12描述了CD5411的引脚设置及其与LED连接的方法。其真值表见表2-6。上一页返回任务三一位十进制加法器的逻辑电路设计与制作【技能目标】能设计并制作一个一位十进制加法器。【知识目标】（1）掌握加法器的相关知识。（2）掌握组合逻辑的设计方法。下一页任务三一位十进制加法器的逻辑电路设计与制作【实践活动】1.实践活动任务描述任务的核心是设计制作一个十进制加法器，实现个位十进制加法功能，输入为两组十进制数，输出为输入数据相加的值（不含进位位）。任务原理见图2-13.2.实践活动要求要求每人用逻辑门设计一位十进制加法器电路，并在焊接板（或面包板）上将设计的电路搭建起来，调试并实现所要求的功能。下一页上一页任务三一位十进制加法器的逻辑电路设计与制作【实践活动】3.实践仪器与元件万用表、电烙铁、按钮开关若干，七段显示译码器74LS48一片，LED数码管一个，集成逻辑门若干，电阻、电容若干，导线，焊接板（或面包板），焊锡丝4.活动提示（1）为保证课堂效率，建议学生将前两次任务中制作的电路保留并在此次任务中直接使用。（2）此设计为组合逻辑，用集成逻辑门实现，设计方法可见后面的知识链接。下一页上一页任务三一位十进制加法器的逻辑电路设计与制作【知识链接1：半加器与全加器的基本知识】1.一位加法器（1）半加器。半加器的真值表如表2-7所示。表中的A和B分别表示两个相加的一位二进制数，S是本位和，COUT是本位向高位的进位。由真值表可以直接写出以下函数表达式：半加器的逻辑符号和逻辑图如图2-14所示。下一页上一页任务三一位十进制加法器的逻辑电路设计与制作【知识链接1：半加器与全加器的基本知识】（2）全加器全加器的真值表如表2-8所示。表中的A和B分别表示两个相加的一位二进制数，Cin是来自低一位向本位的进位；S是本位和；Cout是本位向高一位的进位。由真值表可以推导出全加器的逻辑表达式：全加器的逻辑图和逻辑符号如图2-15所示。下一页上一页任务三一位十进制加法器的逻辑电路设计与制作【知识链接1：半加器与全加器的基本知识】2.多位加法器根据电路结构的不同，常见的多位加法器分为串行进位加法器和超前进位加法器。N位串行进位加法器由n个一位加法器串联构成，图2-16所示是一个4位串行进位加法器，用它可实现一位十进制数的加法。下一页上一页任务三一位十进制加法器的逻辑电路设计与制作【知识链接2：数据选择器、数据分配器及数值比较器】1.数据选择器数据选择器又称多路选择器（Multiplexer，简称MUX），其原理框图如图2-17所示。常用的数据选择器有2选1、4选1、8选1、16选1等。图2-18所示是4选1数据选择器的逻辑图及逻辑符号。其功能表见表2-9。下一页上一页任务三一位十进制加法器的逻辑电路设计与制作【知识链接2：数据选择器、数据分配器及数值比较器】2.数据分配器数据分配器又称多路分配器（DEMUX），其功能与数据选择器相反，它可以将一路输入数据按n位地址分送到2n个数据输出端上。图2-19所示为2-4DEMUX的逻辑符号，其功能表如表2-10所示。前面学习的74LS138就可以实现数据分配器功能，如图2-20所示。下一页上一页任务三一位十进制加法器的逻辑电路设计与制作【知识链接2：数据选择器、数据分配器及数值比较器】3.数值比较器数据比较器是用来判断输入数据大小的逻辑器件，数值比较器可以按位数分为一位数值比较器和多位数值比较器，首先简要介绍一位数值比较器的功能和特点。其真值表如表2-11所示。由真值表可以得到下列逻辑表达式：根据上面的表达式可画出如图2-21所示的逻辑电路图。上一页返回仿真演练一七段数码管显示电路【技能目标】（1）学会用字信号发生器。（2）学会编码七段数码管。（3）进一步会用逻辑分析仪。【知识目标】（1）掌握数码管的编码方法。（2）掌握字信号发生器的使用方法。下一页仿真演练一七段数码管显示电路【实践活动】七段数码管显示仿真（1）搭接如图2-22所示的数码管显示电路。（2）在字信号发生器中选择模式设置（Pattern）下的左移编码（ShiftLeft），运行电路，观察数码管的变化，记录各字段对应的信号端口。（3）根据字段信息，对七段数码管进行编码，使之输出字符0~9，并将编码填入表2-12中。将编码在字信号模型编辑区Edit处输入，送到字信号发生器的县显示区显示出来，如图2-23所示。字信号发生器设置运行的起始地址为0000、结束地址为0009；再以单调期（Burst）或循环（Cycle）方式运行电路，观察电路运行结果，并用逻辑分析仪验证电路，波形如图2-24所示。下一页上一页仿真演练一七段数码管显示电路【知识链接：字信号发生器】字信号发生器（WordGenerator）是一个最多能够产生32位同步逻辑信号的仪器，可以用来对数字逻辑电路进行测试，实际上是一个数字激励源编辑器，其图标和面板如图2-25所示。1.连接电路在字信号发生器图标的左边有0~15共16个端子输出低16位逻辑信号，右边16~31个端子输出高16位逻辑信号，下边的R端为数据准备就绪端，T端为外触发信号端。2.设置字信号地址面板图中的Address区用于设置字信号地址，如图2-26所示。下一页上一页仿真演练一七段数码管显示电路【知识链接：字信号发生器】3.字信号输出方式设置字信号的输出方式如图2-27所示，4.模式设置单击图2-27中的Pattern按钮，屏幕弹出如图2-28所示的对话框。5.触发方式及输出频率设置图2-25中的Trigger区用于设置触发方式。6.编辑字信号图2-25所示面板中的Edit区用于字信号模型编辑，如图2-29所示。7.应用举例具体操作步骤如下，操作过程如图2-30所示。下一页上一页仿真演练一七段数码管显示电路【实训及思考题】实训：译码器构成一位全加器实训目的：（1）学会使用字信号发生器.（2）学会分析简单的数字电路。用74LS138D译码器组成一位全加器，实现两个二进制数的相加。全加器真值表如表2-13所示。创建该全加器电路如图2-31所示。上一页返回仿真演练二全加器【技能目标】（1）学会用逻辑转换仪设计数字电路。（2）学会选择常见的元器件型号。（3）学会将较复杂的逻辑电路生成子电路。（4）学会用生成的子电路构成更复杂的数字电路。【知识目标】（1）掌握逻辑转换仪的使用方法。（2）掌握子电路的生成步骤。下一页仿真演练二全加器【实践活动】仿真一位加法器。1.工作原理（1）半加器。其真值表如表2-14所示。（2）全加器。其真值表如表2-15所示。2.仿真分析（1）利用逻辑转换仪分别获得半加器的Sn和Cn表达式。如图2-34所示为在逻辑转换仪中设置的真值表Sn。得到半加器逻辑表达式为：

。同理得到Cn表达式为：Cn=AB。如图2-35所示为在逻辑转换仪设置的真值表Cn。

（2）用同样方法获得全加器逻辑表达式：

，如图2-36所示。Cn=AB+BC+AC+，如图2-37所示。下一页上一页仿真演练二全加器【实践活动】（3）根据逻辑表达式产生电路。电路如图2-38、图2-39、图2-40、图2-41所示。（4）验证逻辑关系。以图2-41所示的全加器Cn的电路为例，将其输入端A、B、C改接为单刀双掷的开关分别接+5V和地，输出端Cn改接为电压探测器，如图2-42所示。（5）用子电路形式表示全加器。图2-42中将与门用74LS08替换，将或门用74LS32替换，并在输入端和输出端将连接器替换为I/O端所示，替换后的电路如图2-43所示。同样可以将图2-38、图2-39、图2-40、图2-41都替换成实际元件，电路如图2-44、图2-45、图2-46所示。（6）生成子电路。用鼠标拉框选中图2-43中的所有内容，复制电路，得到子电路，如图2-47所示。下一页上一页仿真演练二全加器【实训及思考题】实训：3人表决器电路测试及仿真1。实训目的（1）掌握逻辑转换仪的使用方法。（2）初步学会使用逻辑转换仪进行数字电路设计。2.实训内容（1）根据设计原理，在逻辑转换仪中设置真值表。根据设计原理输入真值表，如图2-48所示。（2）单击按钮，生成简单的电路表达式为：Y=AC+AB+BC.（3）单击按钮，根据表达式Y=AC+AB+BC生成电路。下一页上一页仿真演练二全加器【实践活动】（4