实验一-组合逻辑电路

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1、东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：计算机结构与逻辑设计实验第一次实验实验名称：组合逻辑电路院（系）：专业：姓名：学号：实验室:实验组别：同组人员：实验时间：2015年10月29日评定成绩：审阅教师：一、实验目的①认识数字集成电路，能识别各种类型的数字器件和封装②掌握小规模组合逻辑和逻辑函数的工程设计方法③掌握常用中规模组合逻辑器件的功能和使用方法④学习查找器件资料，通过器件手册了解器件⑤了解面包板的基本结构、掌握面包板连接电路的基本方法和要求⑥了解实验箱的基本结构，掌握实验箱电源、逻辑开关和LED点平指示的用法⑦学习基本的数字电路

2、的故障检查和排除方法⑧学Mulitisim逻辑化简操作和使用方法⑨学习ISE软件操作和使用方法二、实验原理1.组合逻辑电路：组合逻辑电路又称为门网络，它由若干门电路级联（无反馈）而成，其特点是（忽略门电路的延时）:电路某一时刻的输出仅由当时的输入变量取值的组合决定，而与过去的输入取值无关。其一般手工设计的过程为：①分析其逻辑功能②列出真值表③写出逻辑表达式，并进行化简④画出电路的逻辑图2.使用的器件：1）74HC00（四2输入与非门）：芯片内部有四个二输入一输出的与非门。2）74HC20（双4输入与非门）：芯片内部有两个四输入一输出的与非

3、门。注意，四输入不能有输入端悬空。3）74HC04（六反相器）：芯片内部有六个非门，可以将输入信号反相。当然，也可以通过2输入与非门来实现，方法是将其一个输入端信号加高电平。4）74HC151（数据选择器）：其功能犹如一个受编码控制的单刀多掷开关，可用在数据采集系统中，选择所需的信号。它有8个与门，各受信号A2、A1、A0的一组组合控制，再将这8个与门的输出端经一个或门输出，是一个与—或电路。5）74HC138（3线-8线译码器）：其有三个使能端E1、E2、E3，可将地址段（A0、A1、A2）的二进制编码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译

4、出。三、实验内容必做实验：①数值判别电路a)设计一个组合逻辑电路，它接收一位8421BCD码B3B2B1B0，仅当2

5、01001011011000110101110011110函数表达式：a.Y=B2·B1·B0+B2·B1+B2·B0b.Y=B3·B2·B1·B0+B3·B2·B1+B3·B1·B0电路原理图：a.b.静态验证：a．b．数据分析：a.B3B2B1B0Ya测试结果00000暗00010暗00100暗00111亮01001亮01011亮01101亮01110暗10000暗10010暗b.B3B2B1B0Y测试结果00000暗00010暗00100暗00111亮01001亮01011亮01101亮01110暗10000暗10010暗10100

6、暗10110暗11000暗11010暗11100暗11110暗①人类有四种血型：A、B、AB和O型。输血时，输血者与受血者必须符合下图的规定，否则有生命危险，利用数据选择器和最少数量的与非门，完成血型配对任务。（设计方案可参看数字逻辑电路实践教材Page86）答：真值表：输血者受血者G1G0血型R1R0血型00O型00O型01A型01A型10B型10B型11AB型11AB型G1G0R1R0S000010001100101001110100001011011000111110000100101010110111110001101011100

7、11111函数表达式：降维得：电路原理图：静态验证：数据分析：G1G0R1R0S测试结果00001亮00011亮00101亮00111亮01000暗01011亮01100暗01111亮10000暗10010暗10101亮10111亮11000暗11010暗11100暗11111亮①控制发电机组的供电控制电路的设计设有三台用电设备A、B、C和两台发电机组X、Y。X机组功率为10kW，Y机组功率为20kW。用电设备A用电量为15kW，设备B用电量为10kW，设备C用电量为5kW，三台用电设备有时同时工作，有时只有其中部分设备工作，甚至均不工作

8、。试设计一个供电控制电路控制发电机组，以达到节电的目的。答：真值表：ABCXY00000001100101001101100011010111011111111.表示运行0表示不运行函数表达式