實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中心實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告課程名稱： 計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)與邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 第 一 次實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱： 組合邏輯電路 院 （系）： 專 業(yè)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 實(shí) 驗(yàn) 室: 實(shí)驗(yàn)組別： 同組人員： 實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2015年 10月29 日 評(píng)定成績(jī)： 審閱教師： 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?認(rèn)識(shí)數(shù)字集成電路，能識(shí)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(jì)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(guò)器件手冊(cè)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(shí)驗(yàn)箱的基本結(jié)構(gòu)，掌握實(shí)驗(yàn)箱電源、邏輯開關(guān)和LED點(diǎn)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(jiǎn)操作和使用方法 學(xué)習(xí)ISE軟件操作和使用方法二、 實(shí)驗(yàn)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(jí)聯(lián)（無(wú)反饋）而成，其特點(diǎn)是（忽略門電路的延時(shí)）:電路某一時(shí)刻的輸出僅由當(dāng)時(shí)的輸入變量取值的組合決定，而與過(guò)去的輸入取值無(wú)關(guān)。其一般手工設(shè)計(jì)的過(guò)程為： 分析其邏輯功能 列出真值表 寫出邏輯表達(dá)式，并進(jìn)行化簡(jiǎn) 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(gè)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(gè)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(gè)非門，可以將輸入信號(hào)反相。當(dāng)然，也可以通過(guò)2輸入與非門來(lái)實(shí)現(xiàn)，方法是將其一個(gè)輸入端信號(hào)加高電平。4）74HC151（數(shù)據(jù)選擇器）：其功能猶如一個(gè)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(hào)。它有8個(gè)與門，各受信號(hào)A2、A1、A0的一組組合控制，再將這8個(gè)與門的輸出端經(jīng)一個(gè)或門輸出，是一個(gè)與或電路。5）74HC138（3線-8線譯碼器）：其有三個(gè)使能端E1、E2、E3，可將地址段（A0、A1、A2）的二進(jìn)制編碼在Y0至Y7對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容必做實(shí)驗(yàn)： 數(shù)值判別電路a) 設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，它接收一位84

4、21BCD碼B3B2B1B0，僅當(dāng)2 < B3B2B1B0 < 7時(shí)輸出Y才為1（第6周實(shí)驗(yàn)課內(nèi)指導(dǎo)教師驗(yàn)收）b) 設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，它接收4位2進(jìn)制數(shù)B3B2B1B0，僅當(dāng)2 < B3B2B1B0 < 7時(shí)輸出Y才為1答：真值表：a.B3B2B1B0Y00000000100010000111010010101101101011101000010010b.B3B2B1B0Y00000000100010000111010010101101101011101000010010101001011011000110101110011110函數(shù)表達(dá)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(yàn)證：ab數(shù)據(jù)分析：a.B3B2B1B0Ya測(cè)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(cè)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(shí)，輸血者與受血者必須符合下圖的規(guī)定，否則有生命危險(xiǎn)，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(duì)任務(wù)。（設(shè)計(jì)方案可參看數(shù)字邏輯電路實(shí)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(dá)式：降維得：電路原理圖：靜態(tài)驗(yàn)證：數(shù)據(jù)分析：G1G0R1R0S測(cè)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(jī)組的供電控制電路的設(shè)計(jì)設(shè)有三臺(tái)用電設(shè)備A、B、C 和兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組 X、Y。X 機(jī)組功率為 10kW，Y 機(jī)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(tái)用電設(shè)備有時(shí)同時(shí)工作，有時(shí)只有其中部分設(shè)備工作，甚至均不工作。試設(shè)計(jì)一個(gè)供電控制電路控制發(fā)電機(jī)組，以達(dá)到節(jié)電的目的。答：真值表：ABCXY000000011001010011011

8、00011010111011111111.表示運(yùn)行 0表示不運(yùn)行函數(shù)表達(dá)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(yàn)證： 數(shù)據(jù)分析：ABCXY測(cè)試結(jié)果00000都不運(yùn)行00110只X運(yùn)行01010只X運(yùn)行01101只Y運(yùn)行10001只Y運(yùn)行10101只Y運(yùn)行11011都運(yùn)行11111都運(yùn)行 設(shè)計(jì)一個(gè)保險(xiǎn)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(gè)開箱鑰匙信號(hào)輸入端（E）。當(dāng)用鑰匙開箱時(shí)（E=1），如果輸入密碼 = “1011”，保險(xiǎn)箱被打開（Z1=1）；如果

9、不符，電路將發(fā)生報(bào)警信號(hào)（Z2=1）。要求使用最少數(shù)量的與非門實(shí)現(xiàn)電路，檢測(cè)并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。答：真值表：EA0A1A2A3Z1Z20xxxx0010000011000101100100110011011010001101010110110011011101110000111001011101001110111011100011110101111100111111011表示使用 0表示不使用函數(shù)表達(dá)式：Z1=E·A0·A1·A2·A3 Z2=Z1電路原理圖：靜態(tài)驗(yàn)證： 數(shù)據(jù)分析：EA0A1A2A3Z1Z2測(cè)試結(jié)果0xxxx01警報(bào)1000001警報(bào)1000

10、101警報(bào)1001001警報(bào)1001101警報(bào)1010001警報(bào)1010101警報(bào)1011001警報(bào)1011101警報(bào)1100001警報(bào)1100101警報(bào)1101001警報(bào)1101110開啟1110001警報(bào)1110101警報(bào)1111001警報(bào)1111101警報(bào)四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)在這次的實(shí)驗(yàn)中，我開始真正接觸電類專業(yè)的一些相關(guān)知識(shí)，并且親自動(dòng)手搭一些電路，也使得我在計(jì)邏課上學(xué)到的一些數(shù)電的基礎(chǔ)理論知識(shí)能夠應(yīng)用到實(shí)踐中來(lái)，兩者相互結(jié)合使得我對(duì)這部分的知識(shí)有了更深的理解。并且這門實(shí)驗(yàn)課也極大地培養(yǎng)了我的動(dòng)手能力，比如如何在實(shí)驗(yàn)開始前進(jìn)行線路的布線，怎么布線比較美觀，方便，為之后的查錯(cuò)提供便利。老師也交給了我們?cè)谶@門實(shí)驗(yàn)中遇到錯(cuò)誤怎么來(lái)自己動(dòng)手檢查出來(lái)，如將實(shí)驗(yàn)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(lái)測(cè)量電路中各個(gè)地方的電壓來(lái)檢查是否與自己設(shè)計(jì)的相同。這查錯(cuò)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(shí)驗(yàn)中我主要遇到了兩個(gè)問題： 我在做實(shí)驗(yàn)一中的b時(shí)，接通電源后，六反相器燒掉了。我檢查的方法是用萬(wàn)用表的測(cè)量是否接通的功能來(lái)測(cè)量各個(gè)芯片的Vcc與GND端之間是否短路。在測(cè)量六反相器的時(shí)候，發(fā)