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1、实验五、MSI组合逻辑器件的应用一、实验目的1. 熟悉常见的MSI组合器件的逻辑功能。2. 学习并掌握使用MSI器件实现组合逻辑问题的方法。二、实验器材1. 逻辑实验箱2. 与非门74LS00(2片)3. 双4选1数据选择器74LS153(2片)4. 38线译码器74LS138(1片)5. 二进制4位超前进位全加器74LS283(2片)三、预习要求1. 复习有关用MSI器件实现组合逻辑问题的具体方法步骤2. 参阅附录,熟悉74LS153、74LS138、74LS283的管脚及逻辑功能和使用方法四、实验原理1. 数据选择器74LS153是双4选1数据选择器。其中D0D3是数据输入端,A、B是公共
2、地址输 入端(控制端),G1、G2是选通端,Y是输出端。在A、B端输入不同的地址代码,即可从四个输入 数据中选出所需要的一个,并送到输出端。S1、S2具有选择电路工作状态和扩展的功能,且低电平 时有效。详情自己参看附件中74LS153芯片资料说明。2. 译码器74LS138是用TTL与非门组成的3-8线译码器。详情自己参看附件中74LS138芯片资料说明。3. 全加器74LS283是二进制4位超前进位全加器,仔细阅读芯片资料,了解各个引脚的功能。我们一般习惯于十进制运算,两数相加时,逢10进1;但是在十六进制码的加法运算中,由4 位二进制码组成的数相加时,是逢16进1。因此,在进位时,若两数之
3、和小于或等于1001(9),两种 加法结果相同;若两数之和大于或等于1010(10),两种加法结果差0110(6)。即:当十进制数需进位 时,8421BCD码的4位二进制数还差6才能使第四位发生进位;反之,如果8421BCD码产生了进 位,而本位结果比十进制数也差6,所以要在运算结果中加6(0110)修正。例1:十进制数6+7=13; 8421BCD码为0110+0111=1101。“1101 ”无进位信号,须加6修正: 1101+0110=1,0011。则产生进位信号,而且本位“0011”也是正确的。例2:十进制数9+8 = 17; 8421BCD码1001+1000=1,0001。虽产生了
4、进位信号,但本位结果 “0001 ”不正确,仍须加6修正:1,0001+0110=1,0111。这样才能使进位和本位都正确。由此,当我们利用74LS283来实现两个一位8421BCD码的十进制加法运算时,运算电路必须校正, 应在电路中插入一校正网络(如图2-6-5所示)来判断是否需要加以修正,从而产生修正控制信号(或加 0000,或加0110),实现最终目的。五、实验内容1. 设计一个监视交通灯信号工作状态的逻辑电路。每一组信号灯由红、黄、绿三盏灯组成,正常工作 情况下,任何时刻必有一盏灯电亮,且只有一盏灯亮。而当出现两盏或三盏灯亮以及三盏灯都不亮 的状态时,要求电路发出故障信号,提醒维护人员
5、前去修理。(1) 根据组合逻辑电路的设计方法,设计真值表和逻辑电路,写出设计过程。(2) 用74LS153和与非门来实现。(3) 在数字逻辑实验箱上模拟实验,验证电路的逻辑功能。2. 设计一个用三个开关控制一盏灯的逻辑电路,要求任何一个开关都能控制灯的亮灭。写出设计过程, 用74LS138和与非门来实现;在实验箱上测试并验证电路的逻辑功能。选作:3.利用两片74LS238和与非门设计一位十进制8421BCD码全加器(1)根据要求写出设计过程,画出逻辑电路图(相加电路、修正判别电路和修正输出电路)。注意:考 虑低位片的低端进位CI1=0(或 1)两种情况。(2)在实验板上连接电路,检查无误后通电
6、测试。记录以下算式的实验结果:1001+1001,1000+0111,0101+0101, 0001+1000, 0110+0100, 0010+0110, 0011+0001, 0111+1001。六、实验报告要求1.根据实验原理和要求写出各电路的设计过程(真值表、卡诺图、逻辑连线图等)。2 实验箱上验证所设计的电路的逻辑功能。3. 记录实验结果。七、思考题1.利用两个38线译码器,组成一个416线译码器。LS2B3LS138ENABLEINPUTSSELECT INPUTSDual-in-Line PackageDATA OUTPUTS5Y6YY7 GNDOUTPUTENABLESELECTo1 VDATA OUTPUTS5674ls15374ls283Duil-ln-Line PackageDATA INPUTS1Gb a aAL1C31C21C1ICOirJ 5-14131211912346874ls153