组合逻辑电路设计

1、 实验报告实验题目 组合逻辑电路设计二、实验目的1.熟悉逻辑函数的建立和化简方法。2.掌握组合逻辑电路的设计和测试方法三、实验原理1.组合逻辑电路组合逻辑电路的特点是任一时刻(ti)的稳态输出仅决定于同一时刻(ti)的输入状态，而与前一时刻(ti-1)的输出状态无关。下图是组合逻辑电路的一般方框图，可以逻辑函数表示为Fi=f(A1, A2,An),(i=1,2,m)。式中，(A1, A2,An)为输入变量。输出变量F1,F2,Fm仅决定于各输入变量在同一时刻的状态。组合逻辑电路设计是根据逻辑功能，确定逻辑电路图的过程。一般的设计步骤如下：（1）根据逻辑功能的要求，设计逻辑函数的输入变量和输出变

2、量，然后按逻辑功能列出真值表。（2）由真值表写出逻辑表达式，并进行化简。（3）按表达式画出逻辑电路图。（4）验证设计方案。2.加法器的逻辑功能及相应的设计方法介绍（1）半加器半加器的功能是完成两个一位二进制数(An,Bn)的加法运算，要求输出和数(Sn)及进位数(Cn)。按此逻辑功能可以列出其真值表：AnBnSnCn0000011010101101从表中可见，这种加法运算只考虑了本位的被加数与加数An和Bn，没有考虑由低位来的进位，所以把这种加法运算的电路称为半加器。由真值表可得到逻辑表达式SCSn和Cn的表达式已是最简表达式，实现其功能的逻辑电路有多种形式。下图是用异或门和门组成的半加器电路

3、。如用其他门实现半加器功能需将上述二式进行相应变换。如图是半加器的逻辑符号。（2）全加器全加器有三个输入端，两个输出端，其逻辑符号如图所示。图中An,Bn,Cn-1,分别为被加数，加数和低位来的进位数，Sn为全加和数，Cn为进位数。根据全加器的功能，可以列出其真值表为：AnBnCn-1SnCn0000000110010100110110010101011100111111由真值表写出Sn和Cn的逻辑表达式SC由以上两式可画出全加器的逻辑图。也可将以上两式加以变化，用不同的门电路组成全加器。实验方法和步骤1.半加器的设计调试与测量（1）推导出用与非关系表达的逻辑函数。（2）根据推导出的逻辑函数设

4、计用二输入与非门组成的半加器并插接电路。（3）用74LS161组成四位二进制计数器。由信号发生器提高计数输入信号CP(f=5KHZ)。（4）检查电路无误后，再插接5V电源。（5）用示波器观测计数器的输出信号QAQD。（6）用表中An和Bn的时序关系，从QAQD中确定两个信号作为An和Bn信号接至相应的输入端。（7）用示波器双通道观测An、Bn、Sn、Cn波形，画出时序关系图，并与真值表的逻辑关系相比较，验证设计方案。2.全加器的设计调试与测量（1）推导出用与非关系表达的逻辑函数。（2）根据推导出的逻辑函数设计用与非门组成的半加器并插接电路。（3）（5）步同上（6）用表中An、Bn和Cn-1的时序关系，从QAQD中确定三个信号作为An、Bn和Cn-1信号，并接至相应的输入端。（7）用示波器观测An、Bn、Cn-1、Sn、Cn波形，画出时序关系图并与真值表的逻辑关系比较验证之。五、实验仪器和设备Tex tronix AFG 3051C GeneratorTex tronix TPS 1012C-EDU oscilloscopekeithley 2110 51/2 数字万用表SUING SS1792F 直流电源双踪示波器