本实验32 组合逻辑电路设计.ppt

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1、数字电子技术实验实验3.2组合逻辑电路设计11.学习数字电路的集成芯片的使用方法。一、实验目的2.熟悉组合逻辑电路设计过程。1、自动传输线中停机与告警控制电路设计某自动传输线由三条传送皮带串联而成，各传送皮带均由一台电机拖动。自物料起点至终点，这三台电机分别设为A、B、C。为了避免物料在传输途中堆积于传送皮带上，要求：A开机则B必须开机，B开机则C必须开机。否则，应立即停机并发出告警信号F（高电平）。试用最少的“与非”门（选用74LS00）及“非”门（选用74LS04）设计具有停机与告警功能（用LED显示）的控制电路。二、实验任务3.初步掌握利用小规模集成逻辑芯片设计

2、组合逻辑电路的一般方法。2、实现自备电站中发电机启停控制电路设计电路功能为：某工厂有三个车间和一个自备电站，站内有两台发电机X和Y，Y的发电量是X的两倍，如果一个车间开工，启动X就可满足要求；如果两个车间同时开工，启动Y就可满足要求；若三个车间同时开工，则X和Y都应启动，试设计一个用“异或”门（74LS86）控制X、“与或非”门（74LS54）及“非”门（74LS04）芯片控制Y的启停电路。数字电路实验箱(74LS00、74LS86、74LS54、74LS04数字集成芯片、脉冲源或函数信号发生器)、数字万用表、示波器、导线。三、实验设备(a)外封装图左边一个半圆小缺口

3、，管脚顺序是从左下脚逆时针数起。输入一般用A、B、C……表示,输出用Y、F表示ＮＣ(管脚3和11)是空脚,表示该引出线没有使用。(b)双4输入“与非”门引脚图74LS20四、实验原理及步骤“与或非”门（74LS54）芯片管脚图介绍因为是“与或非”门，根据“或非”门的特点：有“1”出“0”、全“0”出“1”，所以对于74LS54多余的“或”门管脚必须接地处理,不能悬空，以防门被“关闭”。对于小规模集成电路的芯片的多余输入端的处理,根据逻辑门的逻辑特点在门不被关闭时允许悬空，悬空相当于逻辑“1”。根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；组合逻辑电路

4、的设计步骤：列出真值表；用公式法或卡诺图化简，写出满足给定的芯片的逻辑表达式；用逻辑符号画出该逻辑表达式的逻辑电路图。组合逻辑电路的特点：由小规模集成电路逻辑门芯片构成；电路的输出只与电路当前输入有关。逻辑抽象★输入变量：分别用A、B、C等表示★输出变量：用F、Y或题目指定符号表示根据题意“1”：表示高电平报警，则“0”表示不报警“0”：表示低电平报警，则“1”表示不报警假设“1”：表示……“0”：表示……“1”：表示……可用实验箱发光二极管作报警信号指示输入变量：A、B、C（分别表示三盏灯）假设“0”：表示不亮灯“1”：表示亮灯列真值表逻辑抽象举例：设计一个照明工作

5、状态的逻辑电路（不是教材中的题目仅供预习参考）电路由红、黄、绿三盏灯组成。正常工作时，只允许有一盏灯点亮；在其它的点亮状态时要求发出故障信号。(用“与或非”门74LS54和“非”门74LS04实现）输出变量：用F表示“1”：表示报警“0”：表示正常假设写出输出F的最小项的表达式，用公式法或卡诺图化简成满足给定的芯片的逻辑表达式。用卡诺图化简化简过程和逻辑表达式用“与或非”门(74LS54)实现因为74LS54的表达式是：它是由4个“与”门，经“或非”后输出的所以多出的一个“与”门,为了满足“或非”门不被关闭，必须将它接地处理。对于“与”门中多出的输入端，为了满足门不被

6、关闭,可接“1”处理或悬空处理。★对照逻辑表达式(3个“与”门经“或非”后输出),★用“与或非”门(74LS54)及“非”门(74LS04)实现的F：YY=ABBCAC即：++输出为什么?逻辑电路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，对于小规模集成电路的芯片的多余输入端在门不被关闭时允许悬空，悬空相当于逻辑“1”。步骤: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

7、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。任务二电位测试4.A接低电平，B接高电平，C接1KHz脉冲，记录输入C与输出Y的波形。示波器的电压衰减置2V/每格(可利用真值表中得到理论上的C与Y的波形加以核对)。在验证真值表时，如某个输出状态出错，可在该状态下，用万用表的直流电压20V挡从输入端一级一级向后逐级测量各门的输出电位，校验门的输入输出逻辑关系，不符合门的逻辑特点话，则该门电路为故障，即该芯片故障。故障检查五、实验报告要求2.完成任务一、二电位测试表格。4.根据测试数据，得出结论。完成思考题。1.按组合