實驗一組合邏輯電路

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上東南大學(xué)電工電子實驗中心實 驗 報 告課程名稱： 計算機結(jié)構(gòu)與邏輯設(shè)計實驗 第 一 次實驗實驗名稱： 組合邏輯電路 院 （系）： 專 業(yè)： 姓 名： 學(xué) 號： 實 驗 室: 實驗組別： 同組人員： 實驗時間：2015年 10月29 日 評定成績： 審閱教師： 一、 實驗?zāi)康?認識數(shù)字集成電路，能識別各種類型的數(shù)字器件和封裝 掌握小規(guī)模組合邏輯和邏輯函數(shù)的工程設(shè)計方法 掌握常用中規(guī)模組合邏輯器件的功能和使用方法 學(xué)習(xí)查找器件資料，通過器件手冊了解器件 了解面包板的基本結(jié)構(gòu)、掌握面包板連接電路的基本方法和要求 了解實驗箱的基本結(jié)構(gòu)，掌握實驗箱電源、邏輯開關(guān)和LED點平指示

2、的用法 學(xué)習(xí)基本的數(shù)字電路的故障檢查和排除方法 學(xué)Mulitisim邏輯化簡操作和使用方法 學(xué)習(xí)ISE軟件操作和使用方法二、 實驗原理1. 組合邏輯電路：組合邏輯電路又稱為門網(wǎng)絡(luò)，它由若干門電路級聯(lián)（無反饋）而成，其特點是（忽略門電路的延時）:電路某一時刻的輸出僅由當(dāng)時的輸入變量取值的組合決定，而與過去的輸入取值無關(guān)。其一般手工設(shè)計的過程為： 分析其邏輯功能 列出真值表 寫出邏輯表達式，并進行化簡 畫出電路的邏輯圖2. 使用的器件：1）74HC00（四2輸入與非門）：芯片內(nèi)部有四個二輸入一輸出的與非門。2）74HC20（雙4輸入與非門）：芯片內(nèi)部有兩個四輸入一輸出的與非門。注意，四輸入不能有輸

3、入端懸空。3）74HC04（六反相器）：芯片內(nèi)部有六個非門，可以將輸入信號反相。當(dāng)然，也可以通過2輸入與非門來實現(xiàn)，方法是將其一個輸入端信號加高電平。4）74HC151（數(shù)據(jù)選擇器）：其功能猶如一個受編碼控制的單刀多擲開關(guān)，可用在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，選擇所需的信號。它有8個與門，各受信號A2、A1、A0的一組組合控制，再將這8個與門的輸出端經(jīng)一個或門輸出，是一個與或電路。5）74HC138（3線-8線譯碼器）：其有三個使能端E1、E2、E3，可將地址段（A0、A1、A2）的二進制編碼在Y0至Y7對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。三、實驗內(nèi)容必做實驗： 數(shù)值判別電路a) 設(shè)計一個組合邏輯電路，它接收一位84

4、21BCD碼B3B2B1B0，僅當(dāng)2 < B3B2B1B0 < 7時輸出Y才為1（第6周實驗課內(nèi)指導(dǎo)教師驗收）b) 設(shè)計一個組合邏輯電路，它接收4位2進制數(shù)B3B2B1B0，僅當(dāng)2 < B3B2B1B0 < 7時輸出Y才為1答：真值表：a.B3B2B1B0Y00000000100010000111010010101101101011101000010010b.B3B2B1B0Y00000000100010000111010010101101101011101000010010101001011011000110101110011110函數(shù)表達式：a.Y=B2·

5、B1·B0+B2·B1+B2·B0b.Y=B3·B2·B1·B0+B3·B2·B1+B3·B1·B0電路原理圖：a.b.靜態(tài)驗證：ab數(shù)據(jù)分析：a.B3B2B1B0Ya測試結(jié)果00000暗00010暗00100暗00111亮01001亮01011亮01101亮01110暗10000暗10010暗b.B3B2B1B0Y測試結(jié)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111

6、00暗11110暗 人類有四種血型：A、B、AB和O型。輸血時，輸血者與受血者必須符合下圖的規(guī)定，否則有生命危險，利用數(shù)據(jù)選擇器和最少數(shù)量的與非門，完成血型配對任務(wù)。（設(shè)計方案可參看數(shù)字邏輯電路實踐教材Page 86）答：真值表：輸血者受血者G1G0血型R1R0血型00O型00O型0 1A型01A型1 0 B型10B型11AB型11AB型G1G0R1R0S00001000110010100111010000101101100011111000010010101011011111000110101110011111函數(shù)表達式：降維得：電路原理圖：靜態(tài)驗證：數(shù)據(jù)分析：G1G0R1R0S測試結(jié)果00

7、001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 控制發(fā)電機組的供電控制電路的設(shè)計設(shè)有三臺用電設(shè)備A、B、C 和兩臺發(fā)電機組 X、Y。X 機組功率為 10kW，Y 機組功率為20kW。用電設(shè)備 A 用電量為 15kW，設(shè)備 B 用電量為 10kW，設(shè)備 C 用電量為 5kW，三臺用電設(shè)備有時同時工作，有時只有其中部分設(shè)備工作，甚至均不工作。試設(shè)計一個供電控制電路控制發(fā)電機組，以達到節(jié)電的目的。答：真值表：ABCXY000000011001010011011

8、00011010111011111111.表示運行 0表示不運行函數(shù)表達式：X=A·B·C+A·B+B·C=m1+m2+m6+m7Y=A+BC=m3+m4+m5+m6+m7電路原理圖：靜態(tài)驗證： 數(shù)據(jù)分析：ABCXY測試結(jié)果00000都不運行00110只X運行01010只X運行01101只Y運行10001只Y運行10101只Y運行11011都運行11111都運行 設(shè)計一個保險箱的數(shù)字密碼鎖，該鎖有4位密碼輸入端（A0，A1，A2，A3）和一個開箱鑰匙信號輸入端（E）。當(dāng)用鑰匙開箱時（E=1），如果輸入密碼 = “1011”，保險箱被打開（Z1=1）；如果

9、不符，電路將發(fā)生報警信號（Z2=1）。要求使用最少數(shù)量的與非門實現(xiàn)電路，檢測并記錄實驗結(jié)果。答：真值表：EA0A1A2A3Z1Z20xxxx0010000011000101100100110011011010001101010110110011011101110000111001011101001110111011100011110101111100111111011表示使用 0表示不使用函數(shù)表達式：Z1=E·A0·A1·A2·A3 Z2=Z1電路原理圖：靜態(tài)驗證： 數(shù)據(jù)分析：EA0A1A2A3Z1Z2測試結(jié)果0xxxx01警報1000001警報1000

10、101警報1001001警報1001101警報1010001警報1010101警報1011001警報1011101警報1100001警報1100101警報1101001警報1101110開啟1110001警報1110101警報1111001警報1111101警報四、實驗總結(jié)在這次的實驗中，我開始真正接觸電類專業(yè)的一些相關(guān)知識，并且親自動手搭一些電路，也使得我在計邏課上學(xué)到的一些數(shù)電的基礎(chǔ)理論知識能夠應(yīng)用到實踐中來，兩者相互結(jié)合使得我對這部分的知識有了更深的理解。并且這門實驗課也極大地培養(yǎng)了我的動手能力，比如如何在實驗開始前進行線路的布線，怎么布線比較美觀，方便，為之后的查錯提供便利。老師也交給了我們在這門實驗中遇到錯誤怎么來自己動手檢查出來，如將實驗箱中電壓表的接地端接到電源的接地端上，另一端就可以直接來測量電路中各個地方的電壓來檢查是否與自己設(shè)計的相同。這查錯方法是非常重要的，為之后更復(fù)雜的電路的搭建奠定了基礎(chǔ)。這次實驗中我主要遇到了兩個問題： 我在做實驗一中的b時，接通電源后，六反相器燒掉了。我檢查的方法是用萬用表的測量是否接通的功能來測量各個芯片的Vcc與GND端之間是否短路。在測量六反相器的時候，發(fā)