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实验二 组合逻辑电路的设计
一、实验目的
1.掌握组合逻辑电路的设计方法及功能测试方法。 2.熟悉组合电路的特点。 二、预习要求及思考题 1．预习要求：
1）所用中规模集成组件的功能、外部引线排列及使用方法。 2) 组合逻辑电路的功能特点和结构特点. 3) 中规模集成组件一般分析及设计方法. 2.思考题
1）在进行组合逻辑电路设计时，什么是最佳设计方案？
2）考虑实验步骤2中的问题，得出自己的设计方案，并在实验中得到验证。 三、实验仪器及材料
1、数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。 2、芯片：74LS86、74LS00。 四、实验原理
1、组合逻辑电路：在任何时刻的输出状态只取决于这一时刻的输入状态，而与电路的原来状态无关的电路。生活中电子密码锁，银行取款机等都是组合电路的实例。电路结构：由逻辑门电路组成。电路特点：没有记忆单元，没有从输出反馈到输入的回路。 2、本实验所用到的集成电路的引脚功能图参考实验一中图1-2。 3、组合逻辑电路的设计步骤可分为：
1）根据电路功能的文字描述，将其输入与输出的逻辑关系用真值表的形式列出； 2）通过逻辑化简，将真值表写出最简的逻辑函数表达式； 3）选择合适的门器件，把最简的表达式转换为相应的表达式； 4）根据表达式画出该电路的逻辑电路图；
5）最后一步进行实物安装调试，这是最终验证设计是否正确的手段。 设计流程图如下。
列真值表函数表达式化简或变化画逻辑图必要的修改调试验证 五、实验内容
1．用四2输入异或门（74LS86）和四2输入与非门（74LS00）设计一个一位全加器。
1）列出真值表,如下表2-1。其中Ai、Bi、Ci分别为一个加数、另一个加数、低位向本位的进位；Si、Ci+1分别为本位和、本位向高位的进位。
表 2-1 全加器真值表
Ai Bi Ci 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）由表2-1全加器真值表写出函数表达式。
Si Ci+1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1
3）将上面两逻辑表达式转换为能用四2输入异或门（74LS86）和四2输入与非门（74LS00）实现的表达式。
4）画出逻辑电路图如图2-1，并在图中标明芯片引脚号。按图选择需要的集成块及门电路连线，将Ai、Bi、Ci接逻辑开关，输出Si、Ci+1接发光二极管。改变输入信号的状态验证真值表。
2.要求只使用与非门（74LS00），实现以下功能(任做两题)： 1、用二输入“与非”门组成“或”门（Y=A+B） 2、用二输入“与非“门组成“与”门（Y=AB） 3、用二输入“与非“门组成“同或”门（Y=A⊙B） 4、用二输入“与非”门组成“异或”门（Y=A⊕B） 六、实验报告要求：
1．画出实验电路连线示意图，整理实验数据，分析实验结果与理论值是否相等。
2．写出设计实验步骤2电路时的步骤，写出电路逻辑表达式，逻辑电路图，以及测试真值表。 3．总结中规模集成电路的使用方法及功能。
实验三 数据选择器及应用
一、实验目的
1.熟悉中规模集成数据选择器的逻辑功能及测试方法。 2.学习用集成数据选择器进行逻辑设计。 二、实验预习要求及思考题 1．预习要求：
1）熟悉74LS153的工作原理及使用方法。
2）练习画真值表，写出逻辑表达式，和构建逻辑电路的方法。 2.思考题
1) 用双四选一数据选择器74LS153怎样连接成八选一数据选择器? 2) 数据选择器74LS153的使能端有什么有好处?
3) 考虑并得出实验内容2、3的设计方案，并在试验中验证。 三、实验仪器及材料
1)数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。 2) 参考元件：数据选择器74LS153一片。 四、实验原理 1.数据选择器
数据选择器是常用的组合逻辑部件之一，它可以实现从多路数据传输中选择任何一路信号输出，选择的控制由专列的端口编码决定，称为地址码，数据选择器可以完成很多的逻辑功能，例如函数发生器、波形产生器等。 用数据选择器实现组合逻辑函数
选择器输出为标准与或式，含地址变量的全部最小项。例如四选一数据选择器 输出如下：
而任何组合逻辑函数都可以表示成为最小项之和的形式，故可用数据选择器实现。N个地址变量的数据选择器，不需要增加门电路最多可实现N+1个变量的逻辑函数。 2）步骤：
①写出函数的表准与或式，和数据选择器输出信号表达式。 ②对照比较确定选择器各输入变量的表达式。 ③根据采用的数据选择器和求出的表达式画出连线图。 2. 74LS153
74LS153为双四选一数据选择器，其引脚功能图如图3-1。其中D0、D1、D2、D3为四个数据输入端，Q为输出端，A1、A0为控制输入端（或称地址端）同时控制两个四选一数据选择器的工作，S为工作状态选择端（或称使能端）。74LS153的逻辑功能如表4－1所示，当1S ( = 2S) =1时电路不工作，此时无论A1、A0处于什么状态，输出Y总为零。即禁止所有数据输出，当1S ( = 2S) = 0时，电路正常工作，被选择的数据送到输出端，如A1A0= 01，则选中数据D1输出。
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图3-1 双4选1数据选择器74LS153 五、实验内容
1．验证74LS153的逻辑功能
将双四选一多路数据选择器74LS153接成的电路如图3-2所示,将A1、A0接逻辑开关，数据输入端D0～D3接逻辑开关，输出端Q接发光二极管。观察输出状态并填表3-1。
表 3-1
输 入 A1 A0 D3 D2 D1 D0 1 × × × × × × 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 输 出 Q 图 3-2
2．用4选1数据选择器74LS153设计三输入多数表决电路 1)写出设计过程。
2)画出接线图并在74LS153上连接好电路。 3)验证逻辑功能。
__3．试用双4选1数据选择器74LS15实现函数F=ABC+ABC+ABC+ABC 六、实验报告要求：
实验内容1要求填写表3-1；实验内容2、3要求用数据选择器对实验内容进行设计、写出设计全过程、画出接线图、进行逻辑功能测试；总结实验收获、体会。
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