数字逻辑——实验.docVIP

实验一 组合逻辑电路的分析 一、实验目的 1、掌握一般组合电路的分析与设计方法； 2、用实验验证所设计电路的逻辑功能； 3、掌握半加器和全加器的逻辑功能及测试方法； 4、掌握门电路逻辑功能的测试方法； 二、实验预习要求 1、复习各基本门电路的工作原理，写出相应的符号、逻辑表达式和真值表； 2、写出半加器和全加器的真值表、卡诺图及逻辑表达式； 3、掌握组合逻辑电路的分析方法和设计步骤； 4、根据表1.1设计半加器电路； 5、根据表1.2设计全加器电路； 三、实验原理 组合逻辑电路的逻辑功能上的特点是：这种电路任何时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入信号，而与这一时刻输入信号作用前电路原来的状态没有任何关系；在电路结构上基本上由逻辑门电路组成；只有从输入到输出的通路，没有从输出到输入的回路；这种电路没有记忆功能。 组合逻辑电路的分析，就是找出给定逻辑电路输出和输入之间的逻辑关系，从而了解给定逻辑电路的逻辑功能。 组合逻辑电路的分析方法按下列步骤进行： 根据给定组合逻辑电路的逻辑图，从输入端开始，根据器件的基本功能逐级推导出输出端的逻辑函数表达式； 由已写出的输出函数表达式，列出它的真值表； 从逻辑函数表达式或真值表，概括出给定组合逻辑电路的逻辑功能。 组合逻辑电路的设计。就是如何根据逻辑功能的要求及器件资源情况，设计出实现该功能的最佳电路。 半加器和全加器都是常用的、也是最简单的数字电路。 半加器 其中和表示两个加数，表示和数，表示进位。有以下逻辑关系： 表1.1 半加器的真值表表 2、全加器 1.2 全加器的真值表 其中和表示两个加数，表示来自低位的进位，表示相加后的和数，表示进位。有以下逻辑关系： 四、实验内容和步骤 1、半加器 A、开启数字实验箱； B、检查各部分元件是否正常工作，导线连接是否良好； C、根据集成块的逻辑功能检查各个集成块是否良好； 图1.1 半加器电路示意图 D、按照半加器的电路要求进行电路连线；(这里所给出的仅仅是半加器的一种电路实现方式，同学们也可以采用其它的电路方式来实现)。 E、书写出逻辑表达式，并验证其逻辑关系； F、列出真值表，并进行化简；用简化的电路再次验证其逻辑功能； G、依次将和按照表1的状态输入，用万用表测量和端的电位，并将其转换位逻辑状态，与表1.1进行比较。 2、全加器 A、开启数字实验箱； B、检查各部分元件是否正常工作，导线连接是否良好； C、根据集成块的逻辑功能检查各个集成块是否良好； D、按照全加器的电路要求进行电路连线； 图1.2 全加器电路示意图 E、书写出逻辑表达式，并验证其逻辑关系； F、列出真值表，验证其逻辑功能； G、按照表1.2，固定和的状态，端加入CP连续脉冲，观测和的相位关系。 六、实验报告要求 1、整理实验结果、图表，并对实验结果进行分析讨论； 2、总结组合逻辑电路的分析和设计方法； 3、记录实验中出现的问题(如竞争冒险)，尝试消除此现象方法； 4、如有不同的方案实现同一要求，试比较各自优缺点。 实验二 组合逻辑集成器件 一、实验目的 1、掌握数据选择器和集成译码器的原理及功能测试； 2、了解数据选择器作为多路开关和实现函数的作用； 3、了解译码器的作用； 4、加深理解组合电路设计过程。 二、实验预习要求 1、复习数据选择器的工作原理，写出八选一74LS151的真值表及其函数表达式，画出以上两集成电路的外引脚排列分布图。熟悉各引脚的功能和接法。 2、列出集成3线-8线译码器74LS138的真值表，画出其外引脚排列分布图。 3、完成设计任务1的电路图。 三、设计任务和要求 1、有一个楼梯口电灯控制电路，能分别从三处控制其灯亮、灭，其真值表如2.1，要求用两种方法实现： 表2.1 (1) 用数据选择器； (2) 用逻辑门电路；按照设计图完成接线和调试。 图2.1 2、图2.1为两个三位二进制数的比较电路，按下图完成接线，并验证 时，而时。 四、实验报告要求 1、论述实验原理； 2、记录实验数据、波形、实验现象及调试过程； 5、体会与总结。 五、思考题 1、用具有n个地址输入端的数据选择器如何实现m变量的逻辑函数(分为nm和nm两种情况)？ 2、举例并总结数据选择器的扩展功能，如何实现？ 实验三 触发器 一、实验目的 1、熟悉各种触发器的工作原理，逻辑功能及其测试方法； 2、掌握几种主要触发器之间的相互转换方法； 3、验证各种触发器的逻辑功能； 4、掌握用触发器构成计数器的基本技能。 二、实验预习要求 1、复习触发器的工作原理和逻辑功能(注意异步输入端、的功能)，设计出功能测试记