东南大学第三章组合函数设计实验报告

东南大学电工电子实验中心

实 验 报 告

课程名称： 数字逻辑设计实践

第 三 次实验

实验名称： 组合函数设计 院 （系）： 专 业： 姓 名：

学 号：

实 验 室: 实验组别： 同组人员： 实验时间： 09年11 月 11日 评定成绩： 审阅教师：

一、 实验目的

1. 掌握常用中规模组合逻辑器件的功能和使用方法； 2. 掌握逻辑函数工程设计方法；

3. 掌握存储器实现复杂逻辑函数的原理和存储器的使用过程。

二、 实验原理

思考题：

1. 使用图3.1.1给出的值固定、传递和取反的符号画出基本向量函数 G?(G7,G6,G5,G4,G3,G2,G1,G0)?(A,A,0,1,A,A,1,1)的实现图。 答：

2. 试用两片74148接成16线-4线优先编码器，用三片74148和门电路构成24线-5线优

先编码器。

答：两片74148接成16线-4线优先编码器实现如下：

三片74148和门电路构成24线-5线优先编码器实现如下：

3. 用一片 74LS138 加若干与非门实现如下三输出函数的电路图：

?Y1?AC?BC???Y2?A?C?Y?A?B?C??3

?Y1?AC?BC?ABC?ABC?ABC??m(1,5,7)??答：?Y2?A?C??m(0,2,4,5,6,7)

?Y?A?B?C??m(1,2,3,4,5,6,7)??3

用74LS138实现如下图：

4. 分别用8选1数据选择器74LS151芯片、双4选1数据选择器74LS253芯片、一个4选

1数据选择器实现如下逻辑函数：Y(DCBA)?

答：

1）由表达式画出卡诺图，降一维： A DCB 0 1 1000 1 1 001 011 010 100 101 111 110 1 1 1 1 1 1 A0A AA01

?m(0,1,2,5,8,10,12,13)。

用8选1数据选择器74151实现如下：

检验结果：

2） CBA D 000 001 1 011 010 100 101 111 110 A 1 A 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 A A 1 D CB 0 1 00 1 01 10 A 1 11 0 0 A A A

用双4选1数据选择器74253实现如下：

3） BA DC 00 01 11 10

1 1 1 1 1 1 1 1 00 01 11 10

DC DC 0 C

用四选一数据选择器74153实现如下：

5. 完成两个3位二进制数相乘，需用几片74283？试画出逻辑电路图。

答：实现两个3位二进制数相乘，J=3,K=3,则需要J*k=9个与门和（J-1）=2个K=3位的加法器来产生一个J+K=6位的积。

实现图如下：

6. 用ROM设计1位全减器

答：列出真值表

A2 0 0 0 0 1 1 1 1 可知实现该全减器需要由三位输入，两位输出的芯片实现。 如下图所示：

A1 0 0 1 1 0 0 1 1 A0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 I/O 0 0 1 1 1 0 0 0 1 二位十六 进制表示 00 03 03 01 02 00 00 03

三、 实验内容 必做实验：

1. 用多种方案设计1一位全减器电路。

仿照全加器的设计

一：进行逻辑指定：

Ai:被减数 Bi:减数

Ci-1:相邻低位来的借位 Pi:本位差

Ci:向相邻高位的借位

二：列出真值表： 全减器： Ai Bi 0 0 0 0 0 0 1 1 Ci-1 0 1 0 1 Pi 0 1 1 0 Ci 0 1 1 1 1 1 1 1 （附：全加器： 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 Ai? 0 0 0 0 1 1 1 1

Bi? 0 0 1 1 0 0 1 1 Ci?1? 0 1 0 1 0 1 0 1 Si? 0 1 1 0 1 0 0 1 Ci? 0 0 0 1 0 1 1 1 【Si??Pi；Ai??Bi??Ci?1??Ci】）

三：根据真值表，写出标准与或表达式：

Pi?AiBi?C1i?

AiB?1iC?iAiB?1iC?iA1?iB?iCiA1?iB?iCi1?AiBiCi

??m(1,2,4,7)Ci?AiBi?C1i???m(1,2,3,7)1?AiBiCi

方案一：用门电路实现： 电路图如下：

方案二：考虑到译码器又叫最小项发生器，可知上述标准表达式可用译码器实现 用译码器实现(74LS138 3线-8线译码器):

用Multisim画出电路图如下：

用Muitisim2001实现 的向高位借位Ci的验证：

实际搭建电路后用逻辑分析仪测得结果：

方案三：考虑到数据选择器实质是与或逻辑电路，其逻辑表达式为Y??miDi，式中的

i?02?1nmi是n个地址输入端构成的最小项，可知上面得逻辑函数可用数据选择器实现。 用数据选择器实现（74LS153 双四选一数据选择器）:

由于输入变量有三个，大于地址端数，画出卡诺图并降维： Pi:

Ci-1 0 1 AiBi 00 01 11 10 1 1 1 1 Ci-1

Ci?1 Ci-1

Ci?1

1 Ci-1 AiBi 00 01 0 1 1 1

11 10 1 Ci:

Ci

1 Ci

0

用Multisim画出电路图如下：

方案四：观察真值表，和全加器的真值表作比较发现： Si??Pi；

Ai??Bi??Ci?1??Ci；

所以只需对全加器稍作改变即可：

电路图如下所示：

2. 人类有4种血型：A、B、AB和O型。输血时，输血者与受血者必须符合图3.3.1的规

定，否则有生命危险，利用一个4选1数据选择器和最少数量的与非门，完成血型配对任务。 答：

逻辑指定： 受血者 输血者 血型 R1 R0 G1 G0 0 0 1 1 画出其卡诺图：(1:能配对)

由于只采用一片4选1数据选择器，将 R1R0作为选择器的数据输入端，需要对其进行降维： G1G0 00 R1R0 01 11 10 00 01 11 10 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 O A B AB 1 R0 R0R1 R1

实现电路：四选一数据选择器74153和两个与非门74LS00

逻辑分析仪验证结果如下：

3. 用 ROM 设计一个 8421BCD 码 7 段显示译码电路，其真值表见下表所示。要求：

1) 使用编程器将组合电路下载到 ROM 中。

2) 自己在面包板上搭接测试电路，检查 ROM 中是否为设计的组合电路。

Q3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 Q2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 Q1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 Q0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 a 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 b 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 c 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 d 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 e 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 f 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 g 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 显示 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答：连接电路后测试结果如下：

选做实验：

1. 设有三台用电设备A、B、C 和两台发电机组 X、Y。X 机组功率为 10kW，Y 机组功率为20kW。用电设备 A 用电量为 15kW，设备 B 用电量为 10kW，设备 C 用电量为 5kW，

三台用电设备有时同时工作，有时只有其中部分设备工作，甚至均不工作。试设计一个供电控制电路控制发电机组，以达到节电的目的。

答：设计方法同必做；这里给出用74138译码器和与非门构成的电路图：

四、思考题

1.根据ROM实验内容，是选择共阴极数码管还是共阳极数码管？ 答：由书上ROM数据表知：ROM有效输出为0（低电平），共阳极管的工作特点是当笔段电极接低电平，公共阳极接高电平时，相应笔段发光，所以应该选择共阳极数码管。

2.无论是共阳极还是共阴极数码管，在使用时各段都必须加限流电阻。设数码管每段的最大工作电流为8mA，试确定限流电阻的大小。 答：限流电阻R?

5V?625? 8mA

百度搜索“70edu”或“70教育网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，70教育网，提供经典综合文库东南大学第三章组合函数设计实验报告在线全文阅读。