实验二实验二 中规模组合中规模组合逻辑电路的分析和设计（一）逻辑电路的分析和设计（一）指导教师:孔洁1 实验二实验二 中规模组合逻辑电路的分析和设计（一）中规模组合逻辑电路的分析和设计（一）一、实验目的一、实验目的1 1、、、、熟悉中规模全加器的结构及逻辑功能熟悉中规模全加器的结构及逻辑功能2 2、、、、掌握用四位二进制全加器进行逻辑函数的设计掌握用四位二进制全加器进行逻辑函数的设计3 3、、、、熟悉中规模集成编码器的种类和逻辑功能熟悉中规模集成编码器的种类和逻辑功能二、实验仪器及器材二、实验仪器及器材1 1、、、、数字逻辑实验台数字逻辑实验台数字逻辑实验台数字逻辑实验台2 2、集成块、集成块、集成块、集成块74LS14874LS148、、、、74LS28374LS2833 3、导线若干、导线若干、导线若干、导线若干2 1. 全加器的工作原理全加器的工作原理三、实验原理三、实验原理实验二实验二 中规模组合逻辑电路的分析和设计（一）中规模组合逻辑电路的分析和设计（一）l 全加器即把加数 被加数和低位数的进位信号相加,并根据求和结果给出该位的进位信号 2.半加器的功能:用来完成两个一位二进制数求和的逻辑电路.它只考虑本位数的相加,而不考虑低位的进位.l 快速进位全加器:74ls283集成器件是采用快速进位的四位二进制全加器.3 实验原理实验原理进位进位进位进位如：如：如：如：0 0 0 0 11+10101010不考虑低位不考虑低位来的进位来的进位半加器实现半加器实现要考虑低位要考虑低位要考虑低位要考虑低位来的进位来的进位来的进位来的进位全加器实现全加器实现4 74LS283管脚图管脚图5 相加结果读数为相加结果读数为 C3S3S2S1S0 4 4位二进制加位二进制加数数B B 输入端输入端 4 4位二进制加位二进制加数数A A 输入端输入端低位片进位输入端低位片进位输入端本位和输出端本位和输出端向高位片的向高位片的进位输出进位输出A3A2A1A0B3B2B1B0CI COS3S2S1S0S3S2S1S0∑ 74LS283逻辑符号逻辑符号实验原理实验原理6 所谓所谓编码编码就是赋予选定的一系列二进制代码以固定的含义。
就是赋予选定的一系列二进制代码以固定的含义n个二进制代码（个二进制代码（n位二进制数）有位二进制数）有2n种不同的组合，可种不同的组合，可以表示以表示2n个信号二进制编码器二进制编码器,就是将一系列信号状态编制成二进制代码就是将一系列信号状态编制成二进制代码实验原理实验原理2. 编码器的工作原理编码器的工作原理 优先编码器允许电路同时输入多个信号，而电路只对其优先编码器允许电路同时输入多个信号，而电路只对其中优先级别最高的信号进行编码中优先级别最高的信号进行编码7 3.二进制优先编码器二进制优先编码器74LS148实验原理实验原理8 集成集成3 3位二进制优先编码器位二进制优先编码器74LS14874LS148的功能表的功能表输输入入：逻辑：逻辑0(0(低电平）有效低电平）有效输输出出：反码输出：反码输出使能输入端，使能输入端， 低电平有效低电平有效 使能输出端，使能输出端， EI=0时时,EO=1表示有表示有有效信号有效信号输入扩展输出端扩展输出端,GS=0,表表示编码器工作示编码器工作;GS=1,表示编码器不工作表示编码器不工作9 四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤1. 4位超前进位加法器位超前进位加法器74ls283的逻辑功能测试的逻辑功能测试实验二实验二 中规模组合逻辑电路的分析和设计（一）中规模组合逻辑电路的分析和设计（一）A 0010 0111 1011 1101 1110B 1010 0100 0011 0001 1001Ci + 1 + 1 + 0 + 0 + 0∑SCo10 实验内容及步骤实验内容及步骤2.用用74ls283完成完成8421BCD码和余码和余3码之间的转换码之间的转换 BCD码码+0011=余余3码码3.验证验证8—3线编码器线编码器74ls148的逻辑功能。
按书的逻辑功能按书142页页的功能表）的功能表）4.用两片用两片74ls148接成接成16—4线优先编码器线优先编码器5.选作选作:用四位超前进位加法器用四位超前进位加法器74ls283设计一个加设计一个加/减运减运算电路算电路,当当M=0时时,实现加法实现加法,当当M=1时实现减法时实现减法.11 l8421BCD码与余3码之间的关系备注习题二备注习题二12 图3-24 由74LS283构成的代码转换电路8421BCD码0011余3码 备注：将8421BCD码转换成余3码备注习题二备注习题二13 备注备注: :试用两片试用两片74LS14874LS148接成接成1616线－线－4 4线优先编码器，将线优先编码器，将A A0 0～～A A1515 1616个输入信号编为二进制编码个输入信号编为二进制编码Z Z3 3Z Z2 2Z Z1 1Z Z0 0=0000=0000～～11111111 其中其中A A1515的优先权最高，的优先权最高，A A0 0的优先权最低的优先权最低解：解：①①输入信号输入信号 需用两片需用两片备注习题四备注习题四14 ②②级联问题级联问题高优先级高优先级低优先级低优先级③③输出信号输出信号A15A8A7A0编码编码10Z31 1 10 0 01 1 10 0 0Z2 Z1 Z001YEX(1)备注习题四备注习题四15 74LS14874LS148扩展的扩展的1616线－线－4 4线优先编码器线优先编码器备注习题四备注习题四16 备注习题六备注习题六l对于 ，可以表示为补码运算式： , B的反码可以用异或门来实现。
这样“A”可以直接输入到一组四位二进制的数，“1”可以直接由最低位进位CI端输入高电平“1”，从而实现了把减法变成加法N反反=（（2n-1））-N原原 N补补=2n-N原原 ; N补补=N反反+1 A-B=A+B补补-2n =A+B反反+1-2n 17 备注习题六备注习题六M18 。