实验三 组合逻辑电路.doc

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1、实验三组合逻辑电路(常用门电路、译码器和数据选择器)一、实验目的1．掌握组合逻辑电路的设计方法2．了解组合逻辑电路的冒险现象与消除方法3．熟悉常用门电路逻辑器件的使用方法4．熟悉用门电路、74LS138和74LS151进行综合性设计的方法二、实验原理及实验资料（一）组合电路的一般设计方法1．设计步骤根据给出的实际逻辑问题，求出实现这一逻辑功能的最简单逻辑电路，这就是设计组合逻辑电路时要完成的工作。组合逻辑电路的一般设计步骤如图3.1所示。图3.1组合逻辑电路的一般设计步骤设计组合逻辑电路时，通常先将实际问题进行逻辑抽象，然后根据具体的设计任务要求列出真值表，再根据器件的类

2、型将函数式进行化简或变换，最后画出逻辑电路图。2.组合电路的竞争与冒险（旧实验指导书P17～20）（二）常用组合逻辑器件1．四二输入与非门74LS0074LS00为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图3.2所示。它共有四个独立的二输入“与非”门，每个门的构造和逻辑功能相同。图3.274LS00引脚排列及内部逻辑结构2．二四输入与非门74LS2074LS20为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图3.3所示。它共有两个独立的四输入“与非”门，每个门的构造和逻辑功能相同。图3.374LS20引脚排列及内部逻辑结构3．四二输入异或门74LS86

3、74LS86为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图3.4所示。它共有四个独立的二输入“异或”门，每个门的构造和逻辑功能相同。图3.474LS86引脚排列及内部逻辑结构3．3线－8线译码器74LS13874LS138是集成3线－8线译码器，其功能表见表3.1。它的输出表达式为（i＝0，1，…7；mi是最小项），与基本门电路配合使用，它能够实现任何三变量的逻辑函数。74LS138为双列直插16脚塑料封装，外部引脚排列如图3.5所示。表3.174LS138的功能表输入输出端控制端输入端G1G2AG2BCBAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70×××××11111

4、111×1××××11111111××1×××111111111000000111111110000110111111100010110111111000111110111110010011110111100101111110111001101111110110011111111110图3.574LS138引脚排列4．8选1数据选择器74LS15174LS151是一种典型的集成电路数据选择器，它有3个地址输入端CBA，可选择D0～D78个数据源，具有两个互补输出端，同相输出端Y和反相输出端W。其功能表见表3.2，外部引脚排列如图3.6所示。它的同相输出表达式为（mi是最小

5、项；Di是数据输入），它能够实现任何三变量的逻辑函数。表3.274LS151的功能表输入输出使能地址选择GCBAYW1×××010000D00001D10010D20011D30100D40101D50110D60111D7图3.674LS151引脚排列三、实验设备与器件设备：THHD-2型数字电子技术实验箱、示波器器件：74LS00、74LS20、74LS86、74LS138、74LS151四、实验内容及步骤1．设计一个监测信号灯工作状态的逻辑电路，每一组信号灯由红、黄、绿三盏构成，其正常工作状态如图3.7所示，其余状态为故障状态，故障状态时要发出报警信号。要求用74L

6、S151实现电路。图3.7正常工作状态(1)逻辑抽象。红、黄、绿三盏信号灯的状态为输入变量，分别用R、Y、G表示，并规定灯亮时为1，灯灭时为0；故障信号为输出变量，用Z表示，并规定正常工作状态下Z为0，发生故障时Z为1。(2)列真值表于表3.3。(3)选定逻辑器件。按题目中要求，用74LS151实现(4)将函数式化简、变换。根据真值表填卡诺图化简，并将化简结果进行变换，变换成“与非”形式。(5)画出逻辑电路图。(6)连线与验证。按照逻辑电路图和器件的引脚图连接电路，并对电路进行静态和动态测试，消除冒险现象。表3.3真值表RYGZ0000010100111001011101

7、112．实现一位全加器。(1)按照组合逻辑电路的一般设计步骤，用基本门电路（74LS00、74LS20、74LS86）实现一位全加器。(2)用异或门和与非门实现(3)用1片74LS138和1片74LS20实现一位全加器。用2片74LS151实现一位全加器。3．用74LS151和74LS138组成8通道传输系统。要求：将某路信号先送入74LS151的某个数据输入端，再通过地址选择将信号输出，然后将此输出接入74LS138的某个使能端，再通过地址选择将信号从相应地址输出端输出。试画出设计电路，并监测电路功能。在CBA＝000～11