实验三: 组合逻辑电路的分析与设计

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实验三: 组合逻辑电路的分析与设计

2024-06-29 04:54| 来源: 网络整理| 查看: 265

一、 实验目的

掌握组合逻辑电路的分析与设计。掌握真值表、逻辑函数表达式、卡诺图化简基本概念和方法。

二、 实验原理

使用中、 小规模集成电路来设计组合电路是最常见的逻辑电路。 设计组合电路的一般步骤如图 3-1 所 示。 在这里插入图片描述 根据设计任务的要求建立输入、 输出变量, 并列出真值表。 然后用逻辑代数或卡诺图 化简法求出简化的逻辑表达式。 并按实际选用逻辑门的类型修改逻辑表达式。 根据简化后 的逻辑表达式, 画出逻辑图, 用标准器件构成逻辑电路。 最后, 用实验来验证设计的正确 性。

三、实验内容: 组合逻辑电路–四路表决器 用“ 与非” 门设计一个表决电路: 当四个输入端A、B、C、D中有三个或四个为“ 1” 时, 输出端 才为“ 1”。 设计步骤: 根据题意列出真值表如表3-1 所示, 再填入卡诺图表3-2 中。

表 3-1 真值表(横排改为竖排)

D0000000011111111A0000111100001111B0011001100110011C0101010101010101Z0000000100010111

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由卡诺图得出逻辑表达式, 并演化成“ 与非” 的形式:

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根据逻辑表达式画出用“ 与非门” 构成的逻辑电路如图 3-2 所示。

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现在Logsim中仿真验证电路的逻辑性。

然后再在实验板上用硬件实现并验证:在实验装置适当位置选定三个14P 插座, 按照集成块定位标记插 好集成块 74LS20。按图3-2接线,输入端 A、 B、 C、 D 接至逻辑开关输出插口, 输出端 Z 接逻辑电平 显示输入插口,按真值表(自拟)要求,逐次改变输入变量, 测量相应的输出值,验证逻辑功能, 与表 3-1 进行比较, 验证所设计的逻辑电路是否符合要求。

LED显示电路 7段数码显示管(LED)是由7个单独LED二极管组合而成(忽略小数点),经常用来显示0-9 这些 数字。 它可以用 4个输入项A-B-C-D和7个输出项a~g的逻辑关系真值表来表达。 CD4511芯片能够完成这种对应关系的转换。请在之前四路表决器电路实现的基础上,继续用连接 线 联接CD4511,将投票为1的票数总和显示到一个 LED上,思考如何做?

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组合逻辑电路化简 在实验二中有一个组合逻辑电路,入下图所示。请根据电路中写出 Y和Z的逻辑表达式,并进行化简。 重新验证之前的答案在理论上是否正确,并重新设计一个新的简化电路。(可实验课后完成)

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组合逻辑电路–1位全加器 No. 4 / 10 使用Logsim的提供的“分析组合逻辑电路”的智能功能,重新完成 4路表决器实验。(可实验课后完成) 四、实验结果:

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logsim中设计的四路表决器电路,当A,B,C,D四个输入信号中有三个或四个为1时输出信号为1

实验室接线图1 实验室接线图2

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如图即为化简后的组合逻辑电路

4.使用Logsim的提供的“分析组合逻辑电路”的智能功能的过程如下:

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述



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