实验4 组合逻辑电路设计文档格式.docx
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当采用MSI组合逻辑器件设计时，则不用化简，只需将由最小项构成的函数式变换成MSI器件所需要的函数形式。
（4）根据化简或变换后的逻辑表达式及选用的逻辑器件画出逻辑电路图。
2.常见的SSI和MSI的型号
（1）常见的SSI：
四2输入异或门74LS86，四2输入与非门74LS00，六非门74LS04，二4输入与非门74LS20，四2输入或非门74LS02，四2输入与门74LS08等。
（2）常见的MSI：
二2-4译码器74LS139，3-8译码74LS138，4-16译码器74LS154，8-3线优先编码器74LS148，七段字符译码器74LS248，四位全加器74LS283，四2选1数据选择器74LS157，双4选1数据选择器74LS153，8选1数据选择器74LS151，16选1数据选择器74LS150等。
四、实验内容
（一）基本命题
1．设计一个多输出的逻辑网络，它的输入是8421BCD码，它的输出定义为：
（1）F1：
检测到输入数字能被3整除。
（2）F2：
检测到输入数字大于或等于4。
（3）F3：
检测到输入数字小于7。
自选逻辑器件，列出设计步骤，画出逻辑电路图，记录测试结果。
解：
（1）逻辑器件：
二-十进制译码器74HC52三输入端与非门7410
八输入端与非门7430指示灯
（2）由已知的命题得到以下的真值表表1
输入
输出
D
C
B
A
F1
F2
F3
1
表1
（3）根据真值表的输入、输出的关系，选定元器件，设计电路图图1
图1
（4）根据测试，输出的结果如下表2
X1
X2
X3
不亮
亮
表2
2．用8-3线优先编码器74LS148、七段字符译码器74LS248和数码管组成编码、译码、显示电路；
编码器8个数据输入端接至8个编码开关，自拟实验步骤，记录实验结果，说明电路具备的功能。
（1）逻辑设计器材：
电源、开关、8-3线优先编码器74LS148、七段字符译码器74LS248和数码管组，以及500欧姆电阻
（2）根据题目要求，设计如下的电路图图2
（3）
图2
（3）记录实验结果
开关
数码管
J6
J2
J1
J3
J4
J5
J7
J8
显示
*
2
3
4
5
6
7
表3
（4）电路功能说明：
该电路有八个控制输入的开关，控制输入的高低电平，如表3所示的，八个端对应的是8-3线优先编码器74LS148八个输入端，然后连接七段字符译码器74LS248的三个输入端，达到的功能是通过改变输入的高低电平，控制数码管的显示。
（二）扩展命题（每人选1题）
1.用异或门74LS86和四位全加器74LS283实现有符号三位全减器（实验电路参考下图），要求用译码显示电路显示其差，并将结果填入表3.2中。
表3.2
A4A3A2A1
B4B3B2B1
数码显示结果
0000
00000
0001
10001
0010
10010
……
1111
1110
10001
人类参考电路图
2.有4种血型O、A、B、AB，输血时，输血者和受血者的血型必须符合一定的规律，否则将出现生命危险，试用4选1数据选择器和最少的与非门设计一个血型符合判断器。
输血者和受血者的血型符合的规律如下：
（1）以MN代表输血者的血型，PQ代表受血者的血型，Z代表配对的结果，用00代表o型血，01代表A型血，10代表B型血，11代表AB型
（2）依照题意可得如下表真值表表2-2
输入（输血者）
输入（受血者）
配对结果
M
N
P
Q
Z
表2-2
（3）电路图如下图
3.利用两个4位二进制全加器和与非门，设计一个1位NBCD码的全加器，输出结果如下表所示，画出设计电路图，检测电路运算功能。
4*.设计一个四人（A，B，C，D）无弃权表决器电路（多数赞成则提案通过F）。
本设计要求用16选1数据选择器实现。
（1）依照题意可得如下表4-1的真值表
F
表4-1
（2）利用两个8选1数据选择器74LS151搭建成题目要求的16选1数据选择器，并设计电路图图4-1
图4-1
5*.设计一个对两个2位无符号的二进制数进行比较的电路。
根据第一个数是否大于，等于，小于第二个数，使相应的三个输出端中的一个输出为1。
（1）依照题意可得如下表5-1的真值表
S1
S2
F1（S1<
S2）
F2（S1=S2）
F3（S1>
表5-1
（2）有真值表可以得出逻辑表达式：
F1=A'
B'
C'
D+A'
CD'
+A'
CD+A'
BCD'
BCD+AB'
CD=A'
C+B'
CD
F2=A'
D'
BC'
D+AB'
+ABCD
F3=A'
+AB'
D+ABC'
+ABC'
D+ABCD'
=BC'
+AC'
+ABD'
利用4位二进制数值比较器74LS85，将后面的输入都设置为零，即比较前面的两位数值的大小，如下图5-1
图5-1
6*.使用一个3线—8线译码器74LS138和与非门74LS20设计一个1位二进制全减器，画出逻辑电路图，检测并记录电路功能。
要求用3个开关分别表示被减数An、减数Bn和低位向本位借位Cn；
用2个指示灯表示差Dn和本位向高位借位Cn+1。
（1）依照题意可得如下表6-1的真值表
An
Bn
Cn
Dn
Cn+1
图6-1
Dn=An’Bn’Cn+An’BnCn’+AnBn’Cn’+AnBnCn
Cn+1=An’Bn’Cn+An’BnCn’+An’BnCn+AnBnCn
（3）电路图如下图6-1
图6-1
*从4.5.6选做题。
五、参考电路
基本命题
（2）参考电路图
六、设计要求
1.根据题目需求分析并抽象出与实际问题相符的逻辑关系（真值表或逻辑表达式）；
2.列出相应的逻辑函数表达式，若采用门电路构建逻辑电路，则需要化简逻辑函数表达式，并转换为与所选逻辑门类型相符的表达式；
3.画出逻辑电路图。
4.在Multisim10或QuartusII仿真平台中检测电路功能，自己制定检测方案，记录实验结果并进行分析和评价。
七、总结（包括实验过程的体会、心得和实验教与学之间还需改进的内容）
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