实验三组合逻辑电路.pdf

《实验三组合逻辑电路.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验三组合逻辑电路.pdf（7页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、实验三 组合逻辑电路(常用门电路、译码器和数据选择器)一、实验目的 1掌握组合逻辑电路的设计方法 2了解组合逻辑电路的冒险现象与消除方法 3熟悉常用门电路逻辑器件的使用方法 4熟悉用门电路、74LS138 和 74LS151 进行综合性设计的方法 二、实验原理及实验资料（一）组合电路的一般设计方法 1设计步骤 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逻辑电路，这就是设计组合逻辑电路时要完成的工作。组合逻辑电路的一般设计步骤如图所示。逻辑问题抽象逻 辑真值表选定器件类型将函数式化简逻 辑电路图 图 组合逻辑电路的一般设计步骤 设计组合逻辑电路时，通常先将实际问题进行逻辑抽象，然后根据

2、具体的设计任务要求列出真值表，再根据器件的类型将函数式进行化简或变换，最后画出逻辑电路图。2.组合电路的竞争与冒险（旧实验指导书P1720）（二）常用组合逻辑器件 1四二输入与非门74LS00 74LS00 为双列直插 14 脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图所示。它共有四个独立的二输入“与非”门，每个门的构造和逻辑功能相同。1234567&141312111098VCCGND 图 74LS00 引脚排列及内部逻辑结构 2二四输入与非门74LS20 74LS20 为双列直插 14 脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图所示。它共有两个独立的四输入“与非”门，每个门的构造和逻辑功能相

3、同。图 74LS20引脚排列及内部逻辑结构 3四二输入异或门74LS86 74LS86 为双列直插 14 脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图所示。它共有四个独立的二输入“异或”门，每个门的构造和逻辑功能相同。图 74LS86引脚排列及内部逻辑结构 33线8线译码器74LS138 74LS138是集成3线8线译码器，其功能表见表。它的输出表达式为iABiYG GGm122（i0，1，7；mi是最小项），与基本门电路配合使用，它能够实现任何三变量的逻辑函数。74LS138为双列直插16脚塑料封装，外部引脚排列如图所示。表 74LS138的功能表 输 入 输 出 端 控 制 端 输 入 端

4、G1 G2A G2B C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1234567&141312111098VCCGND1234567=1=1=1=1141312111098VCCGND 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0

5、 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1514131211109VCC1623456781Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6BCG2AG2BG1Y7GNDA74LS138 图 74LS138引脚排列 48选1数据选择器74LS151 74LS151是一种典型的集成电路数据选择器，它有3个地址输入端CBA，可选择D0 D78个数据源，具有两个互补输出端，同相输出端Y和反相输出端W。其功能表见表，外部引脚排列如图所示。它的同相输出表达式为（mi是最小项；Di是数据输入），它能够实现任何

6、三变量的逻辑函数。表 74LS151的功能表 输 入 输 出 使能 地 址 选 择 G C B A Y W 1 0 1 0 0 0 0 D0 0D 0 0 0 1 D1 1D 0 0 1 0 D2 2D 0 0 1 1 D3 3D 0 1 0 0 D4 4D 0 1 0 1 D5 5D 0 1 1 0 D6 6D 0 1 1 1 D7 7D iii 0YGmD7 1514131211109VCC1623456781D4D5D6D7ABCD0YWGGND74LS151D3D2D1 图 74LS151引脚排列 三、实验设备与器件 设备：THHD-2 型数字电子技术实验箱、示波器 器件：74LS00

7、、74LS20、74LS86、74LS138、74LS151 四、实验内容及步骤 1设计一个监测信号灯工作状态的逻辑电路，每一组信号灯由红、黄、绿三盏构成，其正常工作状态如图所示，其余状态为故障状态，故障状态时要发出报警信号。要求用 74LS151 实现电路。代表灯亮代表灯灭RYGRYGRYG 图 正常工作状态(1)逻辑抽象。红、黄、绿三盏信号灯的状态为输入变量，分别用R、Y、G表示，并规定灯亮时为1，灯灭时为0；故障信号为输出变量，用Z表示，并规定正常工作状态下Z为0，发生故障时Z为1。(2)列真值表于表。(3)选定逻辑器件。按题目中要求，用74LS151实现 (4)将函数式化简、变换。根据

8、真值表填卡诺图化简，并将化简结果进行变换，变换成“与非”形式。(5)画出逻辑电路图。(6)连线与验证。按照逻辑电路图和器件的引脚图连接电路，并对电路进行静态和动态测试，消除冒险现象。表 真值表 R Y G Z 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 2 实现一位全加器。(1)按照组合逻辑电路的一般设计步骤，用基本门电路（74LS00、74LS20、74LS86）实现一位全加器。(2)用异或门和与非门实现(3)用1片74LS138和1片74LS20实现一位全加器。用2片74LS151实现一位全加器。3 用 74LS151 和 74LS138

9、 组成 8 通道传输系统。要求：将某路信号先送入 74LS151 的某个数据输入端，再通过地址选择将信号输出，然后将此输出接入 74LS138 的某个使能端，再通过地址选择将信号从相应地址输出端输出。试画出设计电路，并监测电路功能。在 CBA000111 八种状态下，在地址码对应的输入端加 f1KHz 的脉冲信号，用示波器观察和记录该输入端及地址码对应的输出端的波形。4 用 74LS151 和 74LS138 组成 3 位并行数码比较器，被比较的 3 位二进制数自拟。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的功能表、引脚图和使用注意事项，熟练掌握使用它们实现逻辑函数的方法。（3）完成实验的预习报告，包括：实验目的、实验设备、布置实验内容及步骤、原始数据记录表格及图形。2 实验及数据处理（1）根据布置实验内容认真完成实验中的各项任务，仔细观察实验中的各种现象并加以分析。（2）列出真值表，画出完整的电路原理图，记录实验波形，并对这些数据进行分析。3 思考题（1）什么情况下必然存在静态0型险象如何消除（2）什么情况下必然存在静态1型险象如何消除 4 实验的注意事项及主要经验教训。