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1、实验三 利用SSI设计组合逻辑电路实验三 利用SSI设计组合逻辑电路 一、实验目的 1 掌握组合逻辑电路的设计方法； 2 熟悉集成组合电路芯片的逻辑功能及使用方法。 二、实验预习要求 1 复习组合逻辑电路的设计方法； 2 根据实验任务与要求，独立设计电路； 3 清楚本次实验所用集成门电路的管脚。 三、实验原理 在数字系统中，按逻辑功能的不同，可将数字电路分为两类，即组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路在任何时刻的稳定输出仅取决于该时刻电路的输入，而与电路原来的状态无关。 用SSI进行组合逻辑电路设计的一般步骤是： 1）根据设计要求，定义输入逻辑变量和输出逻辑变量，然后列出真值表； 2）利用
2、卡诺图或公式法得出最简逻辑表达式，并根据设计要求所指定的门电路或选定的门电路，将最简逻辑表达式变换为与所指定门电路相应的形式； 3）画出逻辑图； 4）用逻辑门或组件构成实际电路，最后测试验证其逻辑功能。 掌握组合逻辑电路的设计方法，能让我们具有五彩缤纷的逻辑思维，通过逻辑设计将许多实际问题变为现实。 四、实验设备及器件 名 称 数字电子技术实验箱 74LS00，74LS20，75LS86 数 量 1 各1 备 注 五、设计举例 1 用与非门设计一个A、B、C三人表决电路。 设：A、B、C为输入变量，F为输出结果。变量取值为1表示赞成，取值为0，表示反对。F为1表示通过，为0表示反对。 1) 列
3、真值表 A B C F A B & & & & 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 C F 图3-1 三人表决电路 2) 输出逻辑函数化简与变换 根据真值表，用卡诺图进行化简： F=AB+BC+CA 经两次求反，即得两级“与非”表达式 F=AB+BC+CA =AB BC CA 3) 画逻辑图 BC A 0 1 00 0 0 01 0 1 11 1 1 10 0 1 根据表达式，用与非门组成的逻辑电路如图3-1所示。 4) 验证电路逻辑功能 按图接线，A、B、C分别接相应开关，F接指示灯，观察输入、输出状
4、态。 六、实验任务 1）用TTL四2输入与非门、二4输入与非门设计数字密码锁控制电路。 要求： ABCD ： 密码信号 Z 1 Z 2 E ： 控制信号 Z1 ： 开锁信号 数字锁 Z2 ： 报警信号 E 当控制信号： A B C D 图2-2 数字锁电路 2）用四2输入异或门和四2输入与非门设计一个一位全减器。 要求：Ai、Bi、Ci分别为一个被减数、另一个减数、低位向本位的借位；Si、Ci+1分别为本位差、本位向高位的借位。 3）用与非门设计血型配对电路。 要求： 人类由四种基本血型：A、B、AB、O型。输血都与受血者的血型必须符合下述原则：O型血可以输给任意血型的人，但O型血的人只能接受
5、O型血；AB型血只能输给AB型血的人，但AB血型的人能接受所有血型的血；A型血能给A型与AB型血的人，而A型血的人能接受A型与O型血；B型血能给B型与AB型血的人，而B型血的人能接受B型与E=1时，如密码正确，则开锁； 密码错误，报警 E=0时，不开锁，不报警 O型血。试设计一个检验输血者与受血者血型是否符合上述规定的逻辑电路，如果符合规定，输出高电平 约定：“00”代表“O”型；“01”代表“A”型 “10”代表“B”型；“11”代表“AB”型 七、实验报告要求 1 写出设计步骤与电路工作原理； 2 分析实验结果； 3 总结实验过程中出现的故障和排除故障的方法。 八、电路功能验证 数字密码锁
6、 控制信号 E 1 0 1 1 1 1 全减器电路 密码 A B C D 1 1 1 1 开锁信号 Z1 报警信号 Z2 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 Ai Bi Ci 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 血型配对电路 供血者 MN 受血者 PQ 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 配对结果 F Si Ci+1 供血者 MN 受血者 PQ 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 配对结果 F 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 九、回答问题 在进行组合逻辑电路设计时，什么是最佳设计方案？
