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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： 数字逻辑设计实践 第 三 次实验实验名称： 组合函数设计 院 （系）： 专 业： 姓 名： 学 号： 实 验 室: 实验组别： 同组人员： 实验时间： 09年11 月 11日 评定成绩： 审阅教师： 一、 实验目的1. 掌握常用中规模组合逻辑器件的功能和使用方法；2. 掌握逻辑函数工程设计方法；3. 掌握存储器实现复杂逻辑函数的原理和存储器的使用过程。二、 实验原理思考题：1. 使用图3.1.1给出的值固定、传递和取反的符号画出基本向量函数 的实现图。 答：2. 试用两片74148接成16线-4线优先编码器，用三片74148和门电路构成24线-
2、5线优先编码器。答：两片74148接成16线-4线优先编码器实现如下： 三片74148和门电路构成24线-5线优先编码器实现如下：3. 用一片 74LS138 加若干与非门实现如下三输出函数的电路图：答： 用74LS138实现如下图：4. 分别用8选1数据选择器74LS151芯片、双4选1数据选择器74LS253芯片、一个4选1数据选择器实现如下逻辑函数：。答：1）由表达式画出卡诺图，降一维：ADCB 0 100011001101101011001101111111011用8选1数据选择器74151实现如下：检验结果：2）CBAD0000011011010A100101011111001111
3、1011111D CB0001101101A0110用双4选1数据选择器74253实现如下：3）BADC000111100011101111111011 0 用四选一数据选择器74153实现如下：5. 完成两个3位二进制数相乘，需用几片74283？试画出逻辑电路图。答：实现两个3位二进制数相乘，J=3,K=3,则需要J*k=9个与门和（J-1）=2个K=3位的加法器来产生一个J+K=6位的积。实现图如下：6. 用ROM设计1位全减器答：列出真值表A2A1A0I/O二位十六进制表示1000000000011103010110301101011001002101000011000001111103
4、可知实现该全减器需要由三位输入，两位输出的芯片实现。如下图所示：三、 实验内容必做实验： 1. 用多种方案设计1一位全减器电路。仿照全加器的设计一：进行逻辑指定：Ai:被减数Bi:减数Ci-1:相邻低位来的借位Pi:本位差Ci:向相邻高位的借位二：列出真值表：全减器：AiBiCi-1PiCi0000000111010110110110010101001100011111 （附：全加器：0000000110010100110110010101011100111111【；】）三：根据真值表，写出标准与或表达式： 方案一：用门电路实现：电路图如下：方案二：考虑到译码器又叫最小项发生器，可知上述标准表
5、达式可用译码器实现用译码器实现(74LS138 3线-8线译码器):用Multisim画出电路图如下： 用Muitisim2001实现 的向高位借位Ci的验证：实际搭建电路后用逻辑分析仪测得结果：方案三：考虑到数据选择器实质是与或逻辑电路，其逻辑表达式为，式中的mi是n个地址输入端构成的最小项，可知上面得逻辑函数可用数据选择器实现。 用数据选择器实现（74LS153 双四选一数据选择器）:由于输入变量有三个，大于地址端数，画出卡诺图并降维：Pi: Ci-1AiBi01001011111101 Ci-1Ci-1Ci-1AiBi01001011111110Ci:Ci 1 Ci0用Multisim画
6、出电路图如下：方案四：观察真值表，和全加器的真值表作比较发现：；所以只需对全加器稍作改变即可：电路图如下所示：2. 人类有4种血型：A、B、AB和O型。输血时，输血者与受血者必须符合图3.3.1的规定，否则有生命危险，利用一个4选1数据选择器和最少数量的与非门，完成血型配对任务。答：逻辑指定： 受血者输血者血型R1R0G1G00000O0101A1010B1111AB画出其卡诺图：(1:能配对)由于只采用一片4选1数据选择器，将R1R0作为选择器的数据输入端，需要对其进行降维：G1G0R1R00001111000101111111111011 1 R0 R0R1 R1实现电路：四选一数据选择器
7、74153和两个与非门74LS00逻辑分析仪验证结果如下：3. 用 ROM 设计一个 8421BCD 码 7 段显示译码电路，其真值表见下表所示。要求：1) 使用编程器将组合电路下载到 ROM 中。2) 自己在面包板上搭接测试电路，检查 ROM 中是否为设计的组合电路。abcdefg显示000000000010000110011111001000100102001100001103010010011004010101001005011001000006011100011117100000000008100100001009答：连接电路后测试结果如下：选做实验：1. 设有三台用电设备A、B、C
8、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。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：设计方法同必做；这里给出用74138译码器和与非门构成的电路图：四、思考题1.根据ROM实验内容，是选择共阴极数码管还是共阳极数码管？答：由书上ROM数据表知：ROM有效输出为0（低电平），共阳极管的工作特点是当笔段电极接低电平，公共阳极接高电平时，相应笔段发光，所以应该选择共阳极数码管。2.无论是共阳极还是共阴极数码管，在使用时各段都必须加限流电阻。设数码管每段的最大工作电流为8mA，试确定限流电阻的大小。答：限流电阻
