实验39 设计性实验-组合逻辑电路的设计

实验设计性验——组合逻辑电的设一．验目的1．学组合逻辑路的设计法；2．掌使用通用辑器件实逻辑电路一般方法；二．验原理使用中小规集成电路设计组电路是最见的逻辑路设计方法计的过程通常是根据给出的际逻辑问出现这一逻辑功能最简单逻电路就设组合逻辑电路时要完的工作。这里所说的最简，是指电路所用的器件数最，器件的类最少而且器件间的连线也最少。组合逻辑电路的计工作通可按如下步骤进行：1．进逻辑抽象在许多情况下出的设计要求是文字描述一个具一定因果系的事件时需要通过逻辑抽的方法，一个逻辑函数来描述这一因关系。逻辑抽象的工作常是这样行的：分析事件的果关系，定输入变量和输出变量。一总是把引事件的因定为输入变量，而把件的结果为输出变量。定义逻辑状态的含意。以二值逻辑的0、1两状分别代表入变量输出变量两种不状态。这0l的具含义完全由设计人为选定。这项工也叫做逻辑状态赋值。根据给定的因果关系列出逻真值表。2．写逻辑函数为便于对逻辑函进行化简变换，需要把真值表转换为应的逻辑数式。3．选器件的类为了产生所需要逻辑函数既可以用小规模集成的门电组成相的逻辑电，也可以用中规模成的常用合逻辑器(MSI)或可程逻辑器件等构成相的逻辑电。应该根据对电路具体要求器件的资源情况决定采用哪种类型的件。4．将辑函数化或变换成当的形式在使用小规模集的门电路行设计时获最简单设计结果将数化成最简形式即数中相加的积项最少而且个乘积项的因子最少果对所用器件的种类有附加的限(如只允许用单一型的与)则应将函数式变换成与器件种类适应的形(如函数式化与非与非形)。

在使用中规模集的常用组逻辑电路设计电路时，需要函数式变为适当形式，以便能用最少的件和最简的连线接成所要求的逻辑电实验～实验43中将会看到一中模集成器的逻辑能都可以成一个辑函数式使用些器件设计组合逻辑电路时把待产生的辑函数变成与所用件的逻辑函数式相同或类似形式。具体做法将在相的实验中绍。目前的计算机辅设计软件乎都具有对逻辑函数进行化或变换的能采用计算机辅助设时，逻辑数的化简和变换都是由计算自动完成。5．根化简或变后的逻辑数式画出辑电路的连接图至此，原理性设或称逻辑设)已经成。6、工设计为了把逻辑电路现为具体电路装置需作一系的工艺设工作括设计箱、面板、电源显示电路控制开关等。最后还必须完组装、调。这部内容请读自行参阅有关资，这里就作具体的介绍了。图39-1中以方框图的形总结了辑设计的程。应当出，上述的设计步骤并不是一成不变的。例，有的设要求直接以真值的形式给

用通用电路实现

将函

逻辑出，就不用进行辑抽象了又如，有的问题辑关系比简单、直观，也以不经过辑真值表而直接出函数式三实验备与器(供

逻辑问

逻辑真值表

逻辑函数式

选定器件类型用MSI电路或PLD实现

数式化简将函数式变换

电路图逻辑电路图考

图39-1

组合逻辑电路的设计1．+5V直电源

．逻辑电平开关

3．逻电平显示4．数万用表

见实验CD4012/74LS20×4(实验见验自查找资料)74LS54/CD4085×2(见图实、见实验自查找资)、74LS04(见验43)。

AYAYABCD

T

T

T

T

VY

&BD(b)141311

8注：内部的三极管为肖特基管。

T

T

V

&

&134

5

6

图36-174LS20内部电路图(a)、逻辑符号(引脚排列(c)1413

118V

DD

&&1

4

V6图引脚排列14

121110

9

1411

10

9VDD1

13

V6

V&DD&&13

&

V6CC4001四2输入或非门

CC4011四输与非门14

9

141211

10

9V

DD

1

V

DD

&

&1

3

V6

&134

&

5

V6CC4071四2输入或门

CC4081四2入与门图37-1四．验预习1．根实验内容求设计组电路，并据所给的标准器件画出逻辑。2．如用最简单方法验证“与非的逻辑功能是否完好?“与或非”门的引脚与逻辑功参照附录3．“与或非门，当某一与门不用，这组门的输入应如何处五．验内容1．利通用集成实现例题红、黄、灯监控电路，并进行检验。

（）真值表（）出辑函数式（）利卡诺图化为简式（）定器件类为小规模用集成门路的芯片型号及个数（）据式化简果画出逻电路图，（）验结果（片显示）2．设一个用与门组成“四表”电，要求为当四个输入端中有个及以上为1时输出端才。求按本文述的设计骤进行，直到测试电路逻辑能符合设计要求为止。（）真值表（）出辑函数式（）利卡诺图化为简式（）定器件类为小规模用集成门路的芯片型号及个数（）据式化简果画出逻电路图，（）验结果（片显示）六．验报告1．按设计实验告的格式写实验设的全过程。

1．利通用集成实现例题红、黄、灯监控电路，并进行检验。（）真值表（）出辑函数式（）利卡诺图化为简式（）定器件类为小规模用集成门路的芯片型号及个数（）据式化简果画出逻电路图，2．设一个用与门组成“四表”电，要求为当四个输入端中有个及以上为1时输出端才。求按本文述的设计骤