《数字电子基础》论文设计说明书 实验箱实现组合逻辑电路设计

Harbin Institute of Technology设计说明书（论文）设计说明书（论文）课程名称： 数字电子技术基础 设计题目： 实验箱实现组合逻辑电路设计 1 院 系： 航天学院控制科学与工程系 班 级： 0804102 班 设 计 者： 杨志远 学 号： 1080410216 设计时间： 2010 年 11 月 实验题目1. 人的血型有 A、B、AB、O 四种输血时输血者的血型与受血者血型必须符合图 1 中用箭头指示的授受关系判断输血者与受血者的血型是否符合上述规定，要求用八选一数据选择器（74LS151）及与非门（74LS00）实现 （提示：用两个逻辑变量的 4 种取值表示输血者的血型，例如 00 代表 A、01 代表B、10 代表 AB、11 代表 O ）ABABO ABABO实验目的1. 掌握较为复杂的组合逻辑电路的设计方法2. 进一步加深对八选一数据选择器 74LS151 的逻辑功能的认知3. 熟练掌握数据选择器的应用设计4. 通过试验箱加强电路联结的动手能力八选一数据选择器 74LS151 的逻辑功能数据选择器是指经过选择，把多个通道的数据传送到唯一的公共数据通道上去，实现次数据选择功能的逻辑电路。

它的作用相当于多个输入的单刀多掷开关74LS151 是八选一数据选择器，作为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～D7 共 8 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其输出逻辑表达式为：70iiDmEN具体设计根据输血者与受血者的授受关系图，考虑用两个逻辑变量的 4 种取值表示输血者的血型，00 代表 A、01 代表 B、10 代表 AB、11 代表 O，受血者与之相同输血时输血者与受血者的血型授受关系，画出卡诺图如下：上表 ABCD 仅代表输入变量与血型无关根据卡诺图写出需要实现的逻辑函数为DBACABY考虑用八选一数据选择器 74LS151 实现上述逻辑函数在逻辑函数的四个输入变量中，任意确定三个变量作为选择变量可以得到多个方案，分别是以 ABC， BCD，ABD，ACD 等为选择变量选择方案有很多种，不同的方案得到标准与或式的形式不同，电路的结构自然也不同方案 1选择 ABC 为选择变量，且设 A 为高位，则有血型卡诺图可以直接得到逻辑函数 Y，并将之化为余或标准型表达式为 DCBAABCDCABDCBCBA ),( mmD5763210 57根据上式，可知 MUX 的数据输入531024D176MUX 数据也可以用卡诺图法确定。

方案 2选择 BCD 为选择变量，且设 B 为高位，由授受关系的卡诺图可以得到其包含的最小项有： )15,432,065,(m因此，也可以采用卡诺图法来确定数据选择器数据端的输入信号：由此可以确定 AD0311652AD74方案 3选择 ABD 为选择变量，且设 A 为高位，由授受关系的卡诺图可以得到其包含的最小项有： )15,432,065,(m因此，也可以采用卡诺图法来确定数据选择器数据端的输入信号：由此可以得到 CD30511760CD42方案 4选择 ACD 为选择变量，且设 A 为高位，由授受关系的卡诺图可以得到其包含的最小项有： )15,432,065,(m因此，也可以采用卡诺图法来确定数据选择器数据端的输入信号：由此可以得到 BD03162BD7541由于选择变量的选取不同，即使高位的设定有有种多样，在这里不做赘述，仅上述四种大致方案，作简要的比较分析：考虑在实际的试验箱连接线路时，高电平可以悬空，因此，有较多高电平的方案在实际结构上无疑会简便一些比较上述四个方案，方案二和方案三是比较好的以下就方案二为例作简要说明试验箱的电路联结也采用的方案 2以 BCD 为选择变量，且设 B 为高位。

利用 74LS00 与非门实现“非”门，一端接输入端，一端接高电平即可选取元件八选一数据选择器 74LS151 连接原理电路如下：依照上图，设置数字信号发生器调用时钟循环数字信号，产生周期依次成倍增长的方波信号，高电平为“1” ，低电平为“0” ，利用元件 74LS00 与非门实现“非”门功能，将其一端接输入端，一端接电源高电平依照电路原理图连接电路，同时运用Multisim 软件对电路进行仿真处理，生成波形如下：从上到下依次为：输出函数 Y，输入变量 A,B,C,D比较其实验波形，发现电路很好完成了函数的逻辑功能：DBACABY根据原理电路图连接试验箱电路如下：由于接口原因，选取第 2,9,10,11 逻辑电平为输入端口调试后，实验箱能很好的满足逻辑函数功能，与卡诺图对照，其结果也能很好的契合实验心得通过本次实验设计，不但使我对数据选择器的基本原理理解的更为透彻，更是对其在逻辑电路设计中的一般应用也有了初步的认知在加强对课本知识的理解的基础上，通过电路原理的设计与仿真，以及试验箱的联结设计，动手能力也得到了大大的锻炼相信这对数字电路今后的学习理解中，必定有着极为重要的作用。