实验二组合逻辑电路功能测试及设计.ppt

实验二实验二 组合逻辑电路功能测试及设计组合逻辑电路功能测试及设计数字电子技术实验课程教学课件国家级电工电子实验教学示范中心 纲要纲要一、实验目的一、实验目的二、实验器材及仪器二、实验器材及仪器三、实验原理三、实验原理四、实验内容与步骤四、实验内容与步骤五、分析与思考五、分析与思考一、实验目的一、实验目的1.1.1.1.掌握组合逻辑电路的分析方法与测试方法；掌握组合逻辑电路的分析方法与测试方法；2.2.2.2.学会根据实际问题设计组合逻辑电路；学会根据实际问题设计组合逻辑电路；3.3.3.3.了解组合电路的冒险现象及消除方法。了解组合电路的冒险现象及消除方法。二、实验器材及仪器二、实验器材及仪器1.1.1.1.数字逻辑实验台数字逻辑实验台数字逻辑实验台数字逻辑实验台2.2.2.2.集成块集成块集成块集成块74LS0074LS0074LS0074LS00、74LS3274LS3274LS3274LS32、74LS8674LS8674LS8674LS86各一片各一片各一片各一片3.3.3.3.导线若干导线若干导线若干导线若干三、实验原理三、实验原理1.1.组合逻辑电路组合逻辑电路三、实验原理三、实验原理组合电路组合电路：输出仅由输入决定，与电路当前状：输出仅由输入决定，与电路当前状态无关；电路结构中态无关；电路结构中无无反馈环路（无记忆）反馈环路（无记忆）组合电路的描述方法主要有逻辑表达组合电路的描述方法主要有逻辑表达式、真值表、卡诺图和逻辑图等。式、真值表、卡诺图和逻辑图等。输入到输出之间没有反馈回路。电路输入到输出之间没有反馈回路。电路不含记忆单元。不含记忆单元。组合电组合电路特点路特点三、实验原理三、实验原理2.2.组合逻辑电路的设计思想组合逻辑电路的设计思想1.分析分析2.真值表真值表3.化简化简4.逻辑图逻辑图设计要求：设计要求：在满足逻辑功能和技术要求的基础上，力求使电路在满足逻辑功能和技术要求的基础上，力求使电路简单、经济、可靠。设计中所说的简单、经济、可靠。设计中所说的“最简最简”是指电路所用的器是指电路所用的器件数最少，器件的种类最少，而器件之间的连线也最少。件数最少，器件的种类最少，而器件之间的连线也最少。竞争冒险竞争冒险 由于门电路的传输延时，当电路中存在由反由于门电路的传输延时，当电路中存在由反相器产生的互补信号，则有可能产生竞争冒险现相器产生的互补信号，则有可能产生竞争冒险现象。象。偏偏1 1冒险：表达式中存在冒险：表达式中存在 项；项；偏偏0 0冒险：表达式中存在冒险：表达式中存在 项。项。消除办法消除办法 输出端并联电容（输出端并联电容（4-20pf4-20pf）;消除互补变量；消除互补变量；增加乘积项。增加乘积项。三、实验原理三、实验原理四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤二输入与非门二输入与非门74LS00的的逻辑功能测试逻辑功能测试四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤二输入或门二输入或门74LS32的的逻辑功能测试逻辑功能测试四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤二输入异或门二输入异或门74LS86的的逻辑功能测试逻辑功能测试四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤表表2.1 2.1 门电路逻辑功能表门电路逻辑功能表 四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤解：解：逻辑抽象逻辑抽象输入变量：输入变量：主裁判为主裁判为A A，副裁判为，副裁判为B B、C C。判明成功为判明成功为1 1，失败为，失败为0 0；输出变量：输出变量：举重成功与否用变量举重成功与否用变量Y Y表示，表示，成功为成功为1 1，失败为，失败为0 0；表表2.2 逻辑真值表逻辑真值表1.1.用与非门设计一个举重裁判表决电路。设举重比赛有用与非门设计一个举重裁判表决电路。设举重比赛有3个个裁判，一个主裁判和两个副裁判。只有当两个或两个以上裁裁判，一个主裁判和两个副裁判。只有当两个或两个以上裁判判明成功，并且其中有一个为主裁判时，表明举重成功。判判明成功，并且其中有一个为主裁判时，表明举重成功。四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤卡诺图化简卡诺图化简 ABC0100011110Y Y 1 11逻辑电路图逻辑电路图四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤2 2.用与非门设计实现一半加器电路用与非门设计实现一半加器电路 半加器：只考虑两个加数本身及往高位的进位，而不考由半加器：只考虑两个加数本身及往高位的进位，而不考由低位来的进位（或者把地位来进位看成低位来的进位（或者把地位来进位看成0）真值表 电路图 函数表达式 四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤若只用与非门来实现该电路还需对公式若只用与非门来实现该电路还需对公式进行变换，根据变换后的表达式（请同学们自行推导）设计出进行变换，根据变换后的表达式（请同学们自行推导）设计出电路图，如下图所示。电路图，如下图所示。用与非门实现的一位半加器电路用与非门实现的一位半加器电路五、分析与思考五、分析与思考1.如何消除组合逻辑电路中的消竞争冒险现象？2.怎样判断门电路逻辑功能是否正常？3.与非门的一个输入端接连续脉冲，其余端是什么状态是允许脉冲通过？什么状态时禁止脉冲通过？END兰州交通大学 国家级电工电子实验教学示范中心