實(shí)驗(yàn)+組合邏輯電路設(shè)計(jì)精選

1、實(shí)驗(yàn)(shyn)3.3 組合邏輯電路設(shè)計(jì)2數(shù)字(shz)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)共二十一頁(yè)一、實(shí)驗(yàn)(shyn)目的 1.掌握使用中規(guī)模(gum)集成芯片譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)組合邏輯電路的方法。 1.設(shè)計(jì)一個(gè)1位二進(jìn)制全減器,要求: 用芯片74LS138譯碼器及74LS20“與非”門(mén)各一片實(shí)現(xiàn)。 用兩片數(shù)據(jù)選擇器74LS151芯片實(shí)現(xiàn)。 二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)共二十一頁(yè) 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱( 74LS20、74LS138、74LS151數(shù)字集成芯片、脈沖源 )、數(shù)字萬(wàn)用表、示波器、導(dǎo)線(xiàn)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備四、實(shí)驗(yàn)原理(yunl)及步驟74LS138引腳圖74LS151引腳圖共二十一頁(yè)74LS138邏輯(lu j)符號(hào)輸入輸出

2、端說(shuō)明E1、 :使能控制端, E1=1, 時(shí)芯片正常工作,輸出與輸入二進(jìn)制碼相對(duì)應(yīng)，其它狀態(tài)無(wú)譯碼輸出。C、B、A：輸入端Y7Y0：輸出端(低電平有效)輸入高位輸入低位共二十一頁(yè) 輸 入 輸 出E1 E2A+E2B A2 A1 A0Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 11 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 01 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 0 1 11

3、1 1 1 0 1 1 11 1 1 0 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 11 0 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 174LS138 功能表低電平有效(yuxio)輸出(shch)端低電平有效共二十一頁(yè) 按右圖接線(xiàn)(輸入接電平開(kāi)關(guān)，輸出接發(fā)光二極管)，控制電平開(kāi)關(guān)K1K3，使得A2A1A0從000111變化，輸出二極管應(yīng)為對(duì)應(yīng)的一盞燈不亮(低電平輸出)。亮燈情況符合功能表的芯片則為好的。根據(jù)74LS138功能表判斷(pndun)芯片好壞：74LS138E1 E2A E2B+5V“0”K1 K2 K3輸入電平開(kāi)關(guān)輸出發(fā)光二極管共二十一頁(yè)74LS15174LS151邏輯

4、(lu j)符號(hào)低電平有效(yuxio)A2、A1、A0：地址輸入端D7D0：數(shù)據(jù)輸入端Y，Y：輸出端 輸入輸出端說(shuō)明E:使能輸入端,E =0時(shí)芯片工作，由地址輸入端控制輸出選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入端 E =1時(shí)禁止?fàn)顟B(tài)= m7D7 m6D6 m5D5 m4D4 m3D3 m2D2 m1D1 m0D0輸入高位輸入低位共二十一頁(yè) 輸 入 輸 出 E A2 A1 A0D7D0 Y Y 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 D7 D0 D0 D0 D7 D0 D1 D1 D7 D0 D2 D2 D7 D0

5、 D3 D3 D7 D0 D4 D4 D7 D0 D5 D5 D7 D0 D6 D6 D7 D0 D7 D774LS151 功能表使能端低電平有效(yuxio)共二十一頁(yè)按左圖接線(xiàn),控制電平開(kāi)關(guān)K1K3來(lái)改變地址端，使A2A1A0從000111變化，同時(shí)僅讓對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)端接高電平，其它接低電平。則輸出亮燈應(yīng)與對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)端高、低電平相對(duì)應(yīng)，表明芯片是好的。根據(jù)74LS151功能表判斷(pndun)芯片好壞：輸出發(fā)光二極管“0”+5V74LS151A2A1A00K2K4K5K6K7K8K9K10K11K3K1輸入電平開(kāi)關(guān)共二十一頁(yè)函數(shù)(hnsh)變量數(shù) = 輸入二進(jìn)制代碼位數(shù)據(jù)題目輸入和輸出要求及相

6、互關(guān)系，進(jìn)行邏輯抽象,即說(shuō)明(shumng)邏輯變量；寫(xiě)出輸出為“1”最小項(xiàng)表達(dá)式，化簡(jiǎn)成給定的芯片邏輯表達(dá)式；用邏輯符號(hào)畫(huà)出該邏輯表達(dá)式的邏輯電路圖 (注意輸入高、低位不要弄錯(cuò))。譯碼器的設(shè)計(jì)步驟：選擇集成二進(jìn)制譯碼器列出真值表；共二十一頁(yè)據(jù)題目輸入和輸出要求及相互關(guān)系(gun x)，進(jìn)行邏輯抽象,即說(shuō)明邏輯變量；寫(xiě)出輸出(shch)為“1”最小項(xiàng)表達(dá)式;用邏輯符號(hào)畫(huà)出該邏輯表達(dá)式的邏輯電路圖，最小項(xiàng)表達(dá)式中出現(xiàn)的將對(duì)應(yīng)的Di接“1”，反之接“0”。(注意輸入高、低位不要弄錯(cuò)，中規(guī)模集成電路的芯片的輸入端接“1”時(shí)決不允許按懸空處理)。數(shù)據(jù)選擇器的設(shè)計(jì)步驟：列出真值表；若選擇器的地址數(shù)輸入變

7、量數(shù)，將高位地址端和相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入端接地;若選擇器的地址數(shù)輸入變量數(shù)，用降維卡諾圖；共二十一頁(yè)設(shè)計(jì)(shj)舉例：設(shè)計(jì)三位二進(jìn)制(A、B、C)中有奇數(shù)個(gè)“1”時(shí)，輸出F就為“1”電路: 用74LS138譯碼器及74LS20“與非”門(mén)芯片實(shí)現(xiàn)。 用74LS151數(shù)據(jù)選擇器芯片實(shí)現(xiàn)。 列真值表0 0 000 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 11101001A B CF根據(jù)(gnj)真值表寫(xiě)出最小項(xiàng)：(用74LS138實(shí)現(xiàn))共二十一頁(yè)74LS138& F A B CE1 E2A E2B“1”“0”令A(yù)2=AA1=BA0=C高位化簡(jiǎn)至給定(i dn)芯片邏輯表達(dá)式(用7

8、4LS138、74LS20實(shí)現(xiàn))74LS20邏輯電路(lu j din l)共二十一頁(yè)根據(jù)(gnj)真值表寫(xiě)出最小項(xiàng)：(用74LS151實(shí)現(xiàn))F=m1D1+m2D2+m4D2+m7D7化簡(jiǎn)至給定(i dn)芯片邏輯表達(dá)式(用74LS151實(shí)現(xiàn))令A(yù)2=A A1=B A0=CD1=D2=D4=D7=“1”D0=D3=D5=D6=“0”“0”ABC高位E“1”74LS151 F邏輯電路共二十一頁(yè) 2.根據(jù)給定芯片的管腳圖，電源均按+5V和地接入(注意不要接反)。按照設(shè)計(jì)好的邏輯電路圖連接電路,輸入接白色鈕子開(kāi)關(guān)，輸出接發(fā)光二極管，控制輸入開(kāi)關(guān)，驗(yàn)證真值表，觀(guān)察(gunch)表示輸出的發(fā)光二極管的亮

9、燈情況。 1.用萬(wàn)用表 擋、電阻2K擋或?qū)?dǎo)線(xiàn)連接+5V電源與輸出發(fā)光二極管等方法檢查導(dǎo)線(xiàn)導(dǎo)通情況，當(dāng)萬(wàn)用表發(fā)出蜂鳴聲、阻值(z zh)示數(shù)約為0或發(fā)光二極管亮?xí)r，均表示導(dǎo)線(xiàn)導(dǎo)通。 3.在實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)于中規(guī)模集成電路的芯片的輸入端接“1”時(shí)決不允許按懸空處理。五、實(shí)驗(yàn)步驟共二十一頁(yè)任務(wù)(rn wu)一電位測(cè)試 4.用萬(wàn)用表20V擋測(cè)量任務(wù)一的輸入、輸出(shch)電位(即輸入、輸出在邏輯“0”和“1”時(shí)對(duì)地電壓，正常的電壓值范圍“組合一”已介紹)。共二十一頁(yè) 5. A接高電平，B作控制(kngzh)端，C接10kHz脈沖，定量記錄138芯片輸入C與輸出Di的波形。示波器的電壓衰減置2V/每格(可

10、從真值表中得到理論上的C與Di的波形加以核對(duì))。 在驗(yàn)證真值表時(shí)，如輸出狀態(tài)出現(xiàn)錯(cuò)誤，可利用它們的功能表對(duì)芯片的好壞進(jìn)行判斷，測(cè)試結(jié)果符合功能表的，表明(biomng)芯片是好的，否則說(shuō)明該芯片故障。故障檢查共二十一頁(yè)六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求(yoqi) 2.完成(wn chng)任務(wù)一的電位測(cè)試表格。 1.按譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器的設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，并寫(xiě)出詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程。 3. 定量記錄138芯片輸入C與輸出Di的波形。(A接高電平，B作控制端，C接10kHz脈沖)4.根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。完成思考題。共二十一頁(yè)七、注意事項(xiàng)因?yàn)閿U(kuò)展箱與主箱間沒(méi)有電的連接，所以(suy)擴(kuò)展箱上的每個(gè)芯片電源需通過(guò)主

11、箱電源(+5V和地)接入。 在實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)于中規(guī)模集成電路的芯片的輸入端接(dun ji)“1”時(shí)決不允許按懸空處理。不可在接通電源的情況下插入或拔出芯片。注意一定要先查導(dǎo)線(xiàn)，再開(kāi)始接線(xiàn)。每個(gè)芯片都需接入一對(duì)電源，按+5V和地接入。為防止遺漏，可把它定為接線(xiàn)的第一步。注意不要接反，否則會(huì)燒壞芯片。 共二十一頁(yè)加入輸入波形時(shí)，可利用實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)左下角的脈沖源得到輸入波形。但要使該脈沖源工作，必須接入+5V電源。如果脈沖源壞了，可用信號(hào)(xnho)發(fā)生器“TTL/CMOS”電平端口送出脈沖信號(hào)。注意儀器共地。 1.用兩片74LS138譯碼器實(shí)現(xiàn)(shxin)一個(gè)4線(xiàn)-16線(xiàn)譯碼器。八、補(bǔ)充思考題2.對(duì)于74LS138譯碼器和74LS151數(shù)據(jù)選擇器輸入端接“1”時(shí)能按懸空處理嗎？測(cè)量輸入、輸出波形時(shí)，示波器的觸發(fā)系統(tǒng)的“信源選擇”與輸入通道保持一致。垂直系統(tǒng)的CH1、CH2電壓比例“SCALE”旋鈕統(tǒng)一置2V/每格，“耦合”置“直流”，“帶寬限制”輸入通道“打開(kāi)”。共二十一頁(yè)內(nèi)容摘要實(shí)驗(yàn)3.3 組合邏輯電路設(shè)計(jì)2。1.設(shè)計(jì)一個(gè)1位二進(jìn)制全減器,要求:。時(shí)芯片正常工作,輸出與輸入二進(jìn)制碼相對(duì)應(yīng)，其它狀態(tài)無(wú)譯碼輸出。C、B、A：輸入端。A2、A1、A0：地址輸入端。Y，Y：輸出端。據(jù)題目輸入和輸出要求及相互關(guān)系，