A1 孙晓玮 3140104104 组合逻辑电路(含13个仿真)

1、专业： 电子信息工程 姓名： 孙晓玮 学号： 3140104104 日期： 周一下午 地点： A1 实验报告课程名称： 电路与电子技术实验 I 指导老师： 楼珍丽 成绩： 实验名称：组合逻辑电路实验 实验类型：数字电子技术设计性实验同组学生姓名：无一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得简单组合逻辑电路的设计一、实验目的和要求1、掌握组合集成电路元件的功能检查方法。2、熟悉全加器和奇偶位判断电路的工作原理。3、掌握组合逻辑电路的功能测试方法及设计方法。二、实验思路列出所选用门

2、电路的逻辑功能写出检查这些门电路功能的方法和步骤。根据设计要求列出真值表写出电路的逻辑函数式画出电路图分析设计要求，确定实现该逻辑功能的输入变量和输出变量。根据逻辑功能，列出真值表。采用卡诺图进行化简，求出输出逻辑函数的表达式。若指定逻辑门电路，还须将输出逻辑表达式转换为指定逻辑门能实现的形式。最后画出逻辑电路图。用Multisim软件对所设计的组合电路进行仿真，验证其功能。三、主要仪器设备与非门（74HC00）与或非门（74HC55）与门（74LS11）导线，开关，电源，实验箱四、实验内容74HC00和74HC55芯片的逻辑功能测试1依次测试74HC00芯片四个与非门的逻辑功能，确定整个芯片

3、的逻辑功能。真值表：引脚1234569108121311状态001001001001状态011011011011状态101101101101状态1101101101102测试74HC55芯片与或非门的逻辑功能，确定整个芯片的逻辑功能。13个组合逻辑电路设计部分（一）半加器1实验原理：半加器只考虑被加数Ai和加数Bi的相应位相加，而不考虑相邻低位的进位，而输出为和Si以及向高位的进位Ci。本实验考虑一位半加器。2. 实验要求：用与非门74LS00和与或非门74LS55设计一个半加器电路。3实验设计：Si卡诺图Ai Bi01001110Ci卡诺图Ai Bi010001014. 逻辑表达式：Si=A

4、i+BiAi+Bi=Ai+BiAi+Bi=AiBi+AiBiCi=AiBi5. 仿真图：6. 实验结果：InputOutputAiBiSiCi0000011010001111（二）全加器1实验原理：全加器实现一位二进制数的加法，他由被加数Ai、加数Bi和来自相邻低位的进数Ci-1相加，输出全加和Si与向高位的进位Ci。2. 实验要求：用与非门74LS00和与或非门74LS55设计一个全加器电路。3实验设计：Si卡诺图 Ci-1AiBi010001011011011010Ci卡诺图 Ci-1AiBi0100000101111110014. 逻辑表达式：Si-1=AiBi+AiBi Si=Si-1

5、Ci+Si-1CiCi=AiBi+Si-1Ci-15. 仿真图：6. 实验结果：InputAi00001111Bi00110011Ci-101010101OutputSi01101001Ci00010111（三）四位奇偶位判断电路1 实验原理：奇偶位判断电路用来判别一组代码中1的位数是奇数还是偶数。2实验要求：用与非门74LS00和与或非门74LS55设计四位数奇偶位判断电路。3. 卡诺图： CDAB000111100001010110101101011010104. 逻辑表达式：Z=ABCD=ABCD5. 仿真图：（四）报警电路1 实验原理：某一机械装置有四个传感器A、B、C、D，如果传感器

6、A的输出为1，且B、C、D三个中至少有两个输出也为1，整个装置处于正常工作状态，否则装置工作异常，报警灯L亮，即输出L1。 CDAB000111100011110111111110001011012. 卡诺图： 3. 逻辑表达式：Z=A+B+CA+B+DA+C+D =A+B+CA+B+DA+C+D =ABC+ABD+ACD4. 仿真图：InputA0000000011111111B0000111100001111C0011001100110011D0101010101010101OutputZ11111111111010005. 实验结果：（五）密码锁1实验原理：设计一个密码锁，密码锁上有三个

7、按钮A、B、C。要求当三个按钮同时按下，或A、B两个同时按下，或A、B中任一个单独按下时，锁就能打开（L1）；而当按键不符合上述组合状态时，将使报警灯亮（L=0）。 BCA0001111000001110112卡诺图：3. 逻辑表达式：L=AB+AC+BCL=(A B) (A C) (BC)4. 仿真图InputA00001111B00110011C01010101OutputZ001010115. 实验结果（六）判别电路1实验原理：设计一个判别电路:有两组代码A2A1A0和B2B1B0，判别两码组是否相等。如果相等则输出1信号；否则，输出0信号。 B(D/F)A(C/E)010101012.

8、 卡诺图： 3逻辑表达式L=AB CD EF4. 仿真图5. 实验结果：InputOutputInputOutputABCDEFLABCDEFL000000110000000000010100001000001001000100000011110001100001000100100000010101001010000110010011000001110100111000100001010000001001010100100010100101010000101101010110001100110110000011010101101000111001011100001111110111100100

9、0001100001010001011000100100100110010001001101100111010100011010000101010110101001011001101100010111011011100110000111000001100101110010011010011101000110110111011001110001111001011101011110100111100111110001111101111111（七）四舍五入电路1实验原理：设计一个“四舍五入”电路，用于判别8421码表示的十进制数是否大于等于5。设输入变量为ABCD，输出函数为L，当ABCD表示的十进

10、制数大于等于5时，输出L为1，否则L为0。 CDAB0001111000000001011111××××1011××2. 卡诺图： 3逻辑表达式L=A+BC+BD=A BC+BD4. 仿真图 InputA0000000011B0000111100C0011001100D0101010101OutputL00000111115. 实验结果（八）交通信号灯监视电路1实验原理：设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。每一组信号灯由红、黄、绿三盏灯组成。正常工作情况下，任何时刻必有一盏灯点亮，而且只允许有一盏灯点亮。而当出现： (1) 红、

11、黄、绿灯都不亮；(2) 红、黄灯亮，绿灯不亮；(3) 黄、绿灯亮，红灯不亮；(4) 红、绿灯亮，黄灯不亮；(5) 红、黄、绿灯都亮。上述五种点亮状态时，电路发生故障，这时要求发出故障信号，以提醒维护人员前去修理。 BCA0001111001010101112. 卡诺图： 3. 逻辑表达式L=ABC+AB+AC+BC=ABC+AB AC+BC4. 仿真图 5. 实验结果InputA00001111B00110011C01010101OutputZ10010111（九）代码转换器1实验原理：设计一个代码转换电路。当Kl时，将输入三位二进制码转换为三位循环码；当K0时，将输入三位循环码转换为三位二进

12、制码。 BCKA000111100000000111111111111000002. 卡诺图： D:E: BCKA00011110000011011100111100100011F: BCKA000111100001010110101101011001013. 逻辑表达式D=A, E=(AB)(AB)F=(AK)(BC)4. 仿真图5. 实验结果InputOutputInputOutputKABCDEFKABCDEF000000010000000001001100100100110101010011001001110110100110100110011001111011101111010111

13、0111010101001111111100（十）高电平统计器1 实验原理：设计一个组合逻辑电路，要求有三个输入A2A1A0，二个输出Y1Y0表示一个二进制数，其值等于输入“1”的数目。例如A2A1A0=101时， Y1Y0 =10。 A1A0A20001111000010101112. 卡诺图 Y1: Y0: A1A0A20001111000101110103. 逻辑表达式Y1=A2A1+A2A0+A1A0, Y0=A2A1A04. 仿真图5. 实验结果InputOutputA2A1A0Y1Y00000000101010010111010001101101101011111（十一）2选1数据

14、选择器1 实验原理：设计一个2选1数据选择器。2个数据输入端D1和D0，1个输出端Y和1个选择输入端A。设A取值分别为1和0时，分别选择数据D1和D0输出。 D1D0A0001111000110100112. 卡诺图： Y1: 3. 逻辑表达式Y=AD0+AD14. 仿真图5实验结果InputOutputAD1D0Y00000011010001111000101011011111（十二）数据选择器1实验原理：设A、 B为数据选择控制端(地址)，D1、D2、D3为数据输入端。试设计一个具有图14所示功能的数据选择器。 2. 卡诺图： D1D2D3AB00000101101011011110110

15、000000000000100001111110110011010001111003. 逻辑表达式Y=ABD1+ABD2+ABD1D3+BD1D3=ABD1+ABD2 ABD1D3+BD1D34. 仿真图5. 实验结果InputOutputInputOutputABD1D2D3YABD1D2D3Y000000100000000010100010000100100101000110100111001000101000001010101010001100101101001110101111010000110000010010110011010100110100010110110111011001111000011011111011011101111100011111111111（十三）路灯控制电路1实验原理：设计一个路灯控制电路，要求实现的功能是：当总电源开关闭合时，安装在三个不同地方的三个开关都能独立地将灯打开或熄灭；当总电源开关断开时，路灯不亮。2卡诺图： D2D3AD1000111100000000100001110101001013. 逻辑表达式Y=A(D1D2D3)4. 仿真图5. 实验结果InputOutputInputOutputAD1D2D3