数字电子技术实验-组合逻辑电路设计2

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1、实验3.3组合逻辑电路设计2数字电子技术实验一、实验目的1.掌握使用中规模集成芯片译码器和数据选择器设计组合逻辑电路的方法。1.设计一个1位二进制全减器,要求:⑴用芯片74LS138译码器及74LS20“与非”门各一片实现。⑵用两片数据选择器74LS151芯片实现。二、实验任务2.用两片74LS138译码器实现一个4线-16线译码器。数字电路实验箱(74LS20、74LS138、74LS151数字集成芯片、脉冲源)、数字万用表、示波器、导线。三、实验设备四、实验原理及步骤74LS138引脚图74LS151引脚图74LS138逻辑符号输入输出端说明E1、:使能控制端,E1=1,时芯片正

2、常工作,输出与输入二进制码相对应，其它状态无译码输出。C、B、A：输入端Y7～Y0：输出端(低电平有效)输入高位输入低位输入输出E1E2A+E2BCBAY7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y00×××××1×××10000100011001010011101001010110110101111111111111111111111111101111110111111011111101111110111111011111101111110111111174LS138功能表低电平有效输出端低电平有效按右图接线(输入接电平开关，输出接发光二极管)，控制电平开关K1～K3，使得A2A1A0从000～1

3、11变化，输出二极管应为对应的一盏灯不亮(低电平输出)。亮灯情况符合功能表的芯片则为好的。根据74LS138功能表判断芯片好坏：输出发光二极管输入电平开关74LS138E1E2AE2B+5V“0”K1K2K374LS15174LS151逻辑符号低电平有效输入输出端说明A2、A1、A0：地址输入端D7～D0：数据输入端Y，Y：输出端作，由地址输入端控制输出选择相应的数据输入端E:使能输入端,E=0时芯片工E=1时禁止状态=m7D7＋m6D6＋m5D5＋m4D4＋m3D3＋m2D2＋m1D1＋m0D0输入高位输入低位输入输出EA2A1A0D7～D0YY1×××00000001001000

4、110100010101100111×01D7～D0D0D0D7～D0D1D1D7～D0D2D2D7～D0D3D3D7～D0D4D4D7～D0D5D5D7～D0D6D6D7～D0D7D774LS151功能表使能端低电平有效按左图接线,控制电平开关K1～K3来改变地址端A2A1A0从000～111变化，同时仅让对应的数据端接高电平，其它接低电平。则输出亮灯应与对应的数据端高、低电平相对应，表明芯片是好的。根据74LS151功能表判断芯片好坏：输出发光二极管“0”+5V74LS151A2A1A00K2K4K5K6K7K8K9K10K11K3K1输入电平开关函数变量数=输入二进制代码位数据

5、题目输入和输出要求及相互关系，进行逻辑抽象,即说明逻辑变量；写出输出为“1”最小项表达式，化简成给定的芯片逻辑表达式；用逻辑符号画出该逻辑表达式的逻辑电路图(注意输入高、低位不要弄错)。译码器的设计步骤：选择集成二进制译码器列出真值表；据题目输入和输出要求及相互关系，进行逻辑抽象,即说明逻辑变量；写出输出为“1”最小项表达式;用逻辑符号画出该逻辑表达式的逻辑电路图，最小项表达式中出现的将对应的Di接“1”，反之接“0”。(注意输入高、低位不要弄错，中规模集成电路的芯片的输入端接“1”时决不允许按悬空处理)。数据选择器的设计步骤：列出真值表；若选择器的地址数＞输入变量数，将高位地址端和

6、相应的数据输入端接地;若选择器的地址数＜输入变量数，用降维卡诺图；举例：设计三位二进制(A、B、C)中有奇数个“1”时，输出F就为“1”电路:⑴用74LS138译码器及74LS20“与非”门芯片实现。⑵用数据选择器74LS151芯片实现。列真值表00000010100111001011101111101001ABCF逻辑表达式化简过程：(用74LS138实现)F==74LS138&FABCE1E2AE2B“1”“0”令A2=AA1=BA0=C高位74LS151FABC“0”“1”F==m1D1+m2D2+m4D2+m7D7令A2=AD1=D2=D4=D7=1A1=BD0=D3=D5=

7、D6=0A0=C高位逻辑表达式(用74LS151实现)2.根据给定芯片的管脚图，电源均按+5V和地接入(注意不要接反)。按照设计好的逻辑电路图连接电路,输入接白色钮子开关，输出接发光二极管，控制输入开关，验证真值表，观察表示输出“1”的发光二极管的亮灯情况。1.用万用表挡、电阻2K挡或将导线连接+5V电源与输出发光二极管等方法检查导线导通情况，当万用表发出蜂鸣声、阻值示数约为0或发光二极管亮时，均表示导线导通。3.在实验时，对于中规模集成电路的芯片的输入端