实验一组合逻辑电路

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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： 计算机结构与逻辑设计实验 第 一 次实验实验名称： 组合逻辑电路 院 （系）： 专 业： 姓 名： 学 号： 实 验 室: 实验组别： 同组人员： 实验时间：2015年 10月29 日 评定成绩： 审阅教师： 一、 实验目的 认识数字集成电路，能识别各种类型的数字器件和封装 掌握小规模组合逻辑和逻辑函数的工程设计方法 掌握常用中规模组合逻辑器件的功能和使用方法 学习查找器件资料，通过器件手册了解器件 了解面包板的基本结构、掌握面包板连接电路的基本方法和要求 了解实验箱的基本结构，掌握实验箱电源、逻辑开关和LED点平指示的用法 学习基本的数字电路

2、的故障检查和排除方法 学Mulitisim逻辑化简操作和使用方法 学习ISE软件操作和使用方法二、 实验原理1. 组合逻辑电路：组合逻辑电路又称为门网络，它由若干门电路级联（无反馈）而成，其特点是（忽略门电路的延时）:电路某一时刻的输出仅由当时的输入变量取值的组合决定，而与过去的输入取值无关。其一般手工设计的过程为： 分析其逻辑功能 列出真值表 写出逻辑表达式，并进行化简 画出电路的逻辑图2. 使用的器件：1）74HC00（四2输入与非门）：芯片内部有四个二输入一输出的与非门。2）74HC20（双4输入与非门）：芯片内部有两个四输入一输出的与非门。注意，四输入不能有输入端悬空。3）74HC04

3、（六反相器）：芯片内部有六个非门，可以将输入信号反相。当然，也可以通过2输入与非门来实现，方法是将其一个输入端信号加高电平。4）74HC151（数据选择器）：其功能犹如一个受编码控制的单刀多掷开关，可用在数据采集系统中，选择所需的信号。它有8个与门，各受信号A2、A1、A0的一组组合控制，再将这8个与门的输出端经一个或门输出，是一个与或电路。5）74HC138（3线-8线译码器）：其有三个使能端E1、E2、E3，可将地址段（A0、A1、A2）的二进制编码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。三、实验内容必做实验： 数值判别电路a) 设计一个组合逻辑电路，它接收一位8421BCD码B3B2B1B

4、0，仅当2 B3B2B1B0 7时输出Y才为1（第6周实验课内指导教师验收）b) 设计一个组合逻辑电路，它接收4位2进制数B3B2B1B0，仅当2 B3B2B1B0 7时输出Y才为1答：真值表：a.B3B2B1B0Y00000000100010000111010010101101101011101000010010b.B3B2B1B0Y00000000100010000111010010101101101011101000010010101001011011000110101110011110函数表达式：a.b.电路原理图：a.b.静态验证：ab数据分析：a.B3B2B1B0Ya测试结果000

5、00暗00010暗00100暗00111亮01001亮01011亮01101亮01110暗10000暗10010暗b.B3B2B1B0Y测试结果00000暗00010暗00100暗00111亮01001亮01011亮01101亮01110暗10000暗10010暗10100暗10110暗11000暗11010暗11100暗11110暗 人类有四种血型：A、B、AB和O型。输血时，输血者与受血者必须符合下图的规定，否则有生命危险，利用数据选择器和最少数量的与非门，完成血型配对任务。（设计方案可参看数字逻辑电路实践教材Page 86）答：真值表：输血者受血者G1G0血型R1R0血型00O型00O型

6、0 1A型01A型1 0 B型10B型11AB型11AB型G1G0R1R0S00001000110010100111010000101101100011111000010010101011011111000110101110011111函数表达式：降维得：电路原理图：静态验证：数据分析：G1G0R1R0S测试结果00001亮00011亮00101亮00111亮01000暗01011亮01100暗01111亮10000暗10010暗10101亮10111亮11000暗11010暗11100暗11111亮 控制发电机组的供电控制电路的设计设有三台用电设备A、B、C 和两台发电机组 X、Y。X 机组

7、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：真值表：ABCXY00000001100101001101100011010111011111111.表示运行 0表示不运行函数表达式：电路原理图：静态验证： 数据分析：ABCXY测试结果00000都不运行00110只X运行01010只X运行01101只Y运行10001只Y运行10101只Y运行11011都运行11111都运行 设计一个保险

8、箱的数字密码锁，该锁有4位密码输入端（A0，A1，A2，A3）和一个开箱钥匙信号输入端（E）。当用钥匙开箱时（E=1），如果输入密码 = “1011”，保险箱被打开（Z1=1）；如果不符，电路将发生报警信号（Z2=1）。要求使用最少数量的与非门实现电路，检测并记录实验结果。答：真值表：EA0A1A2A3Z1Z20xxxx0010000011000101100100110011011010001101010110110011011101110000111001011101001110111011100011110101111100111111011表示使用 0表示不使用函数表达式： 电路原理图：静态验证： 数据分析：EA0A1A2A3Z1Z2测试结果0xxxx01警报1000001警报1000101警报1001001警报1001101警报1010001警报1010101警报1011001警报1011101警报1100001警报1100101警报1101001警报1101110开启1110001警报1110101警报