数字逻辑实验指导书(multisim).doc

实验一 集成电路的逻辑功能测试 一、实验目的 1、掌握Multisim软件的使用方法。 2、掌握集成逻辑门的逻辑功能。 3、掌握集成与非门的测试方法。 二、实验原理 TTL集成电路的输入端和输出端均为三极管结构，所以称作三极管、三极管逻辑电路（Transistor -Transistor Logic ）简称TTL电路。54 系列的TTL电路和74 系列的TTL电路具有完全相同的电路结构和电气性能参数。所不同的是54 系列比74 系列的工作温度范围更宽，电源允许的范围也更大。74 系列的工作环境温度规定为0—700C，电源电压工作范围为5V±5%V，而54 系列工作环境温度规定为-55—±1250C，电源电压工作范围为5V±10%V。 54H 与74H,54S 与74S 以及54LS 与74LS 系列的区别也仅在于工作环境温度与电源电压工作范围不同，就像54 系列和74 系列的区别那样。在不同系列的TTL 器件中，只要器件型号的后几位数码一样，则它们的逻辑功能、外形尺寸、引脚排列就完全相同。 TTL 集成电路由于工作速度高、输出幅度较大、种类多、不易损坏而使用较广，特别对我们进行实验论证，选用TTL 电路比较合适。因此，本实训教材大多采用74LS(或74)系列TTL 集成电路，它的电源电压工作范围为5V±5%V，逻辑高电平为“1”时≥2.4V，低电平为“0”时≤0.4V。 它们的逻辑表达式分别为： 图1.1 分别是本次实验所用基本逻辑门电路的逻辑符号图。 图1.1 TTL 基本逻辑门电路 与门的逻辑功能为“有0 则0，全1 则1”；或门的逻辑功能为“有1则1，全0 则0”；非门的逻辑功能为输出与输入相反；与非门的逻辑功能为“有0 则1，全1 则0”；或非门的逻辑功能为“有1 则0，全0 则1”；异或门的逻辑功能为“不同则1，相同则0”。 三、实验设备 1、硬件：计算机 2、软件：Multisim 四、实验内容及实验步骤 1、基本集成门逻辑电路测试 （1）测试逻辑功能74LS08是四2输入端与门 A B Y 0 0 0 1 1 0 1 1 （2）测试逻辑功能74LS32是四2输入端门 A B Y 0 0 0 1 1 0 1 1 （3）测试逻辑功能74HC04是6个单输入非门 A Y 0 1 （4）测试逻辑功能74LS00是四2输入端门 A B Y 0 0 0 1 1 0 1 1 （5）测试逻辑功能74LS02是四2输入端门 A B Y 0 0 0 1 1 0 1 1 （6）测试逻辑功能74LS86是四2输入端门 A B Y 0 0 0 1 1 0 1 1 （7）测试逻辑功能74LS266是四2输入端门将74LS0将74LS0将74LS0实验二 组合逻辑电路分析与设计 一、实验目的 1、掌握Multisim软件对组合逻辑电路分析与设计的方法。 2、掌握利用集成逻辑门构建组合逻辑电路的设计过程。 3、掌握组合逻辑电路的分析方法。 二、实验原理 全加全减器是一个实现一位全加和全减功能的组合逻辑电路，通过模式变量M来控制全加/全减算术运算。本实验可以使用74LS00，74LS86芯片来实现。Ai和Bi分别表示二进制数A与B的第i位，Ci表示Ai-1和Bi-1位全加时产生的进位，Ci+1表示第Ai和Bi位全加时产生的进位，Si为Ai和Bi的和或差，M=0表示全加功能，M=1表示全减功能，具体真值表为： M Ai Bi Ci Si Ci+1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 函数S和Ci+1的卡诺图化简后为： Si=Ai⊕Bi⊕Ci Ci+1=BiCi+(Ci+Bi)(M⊕Ai)= 三、实验设备 1、硬件：计算机 2、软件：Multisim 四、实验内容及实验步骤 1、根据实验原理构建全加全减器功能电路并测试逻辑功能。 2、利用逻辑分析仪测试第1步电路的功能及函数表达式。 说明：上面的第一个图是测试Ci+1，下面的图是测试S的，要求分析出真值表及相应函数表达式及最简函数表达式。 3、利用设计全加全减器功能电路并测试逻辑功能。 4、利用逻辑分析仪测试第3步电路的功能。（参考设计图略） 五、思考题 1、设X=AB，请用与非门实现Y=X3的组合逻辑电路。 2、设计一个