组合逻辑电路的设计及半加器、全加器

实验四组合逻辑电路的设计及半加器、全加器一、实验目的1.掌握组合逻辑电路的设计与测试方法2.掌握半加器、全加器的工作原理。二、实验原理和电路1、组合逻辑电路的设计使用中、小规模集成电路来设计组合电路是最常见的逻辑电路。设计组合电路的一般步骤如图1.4.1所示。图1.4.1组合逻辑电路设计流程图根据设计任务的要求建立输入、输出变量，并列出真值表。然后用逻辑代数或卡诺图化简法求出简化的逻辑表达式。并按实际选用逻辑门的类型修改逻辑表达式。根据简化后的逻辑表达式，画出逻辑图，用标准器件构成逻辑电路。最后，用实验来验证设计的正确性。1.半加器根据组合电路设计方法，首先列出半加器的真值表，见表1.4.1。写出半加器的逻辑表达式S=AB+AB=A⊕BC=AB若用“与非门”来实现，即为半加器的逻辑电路图如图1.4.2所示。在实验过程中，我们可以选异或门74LS86及与门74LS08实现半加器的逻辑功能；也可用全与非门如74LS00反相器74LS04组成半加器。(a)用异或门组成的半加器（b）用与非门组成的半加器图1.4.2半加器逻辑电路图2.全加器用上述两个半加器可组成全加器，原理如图1.4.3所示。图1.4.3由二个半加器组成的全加器表1.4.2全加器逻辑功能表表1.4.1半加器逻辑功能三、实验内容及步骤1.测试用异或门（74LS86）和与非门组成的半加器的逻辑功能。根据半加器的逻辑表达式可知，相加的和Y是A、B的异或，而进位Z是A、B相与，故半加器可用一个集成异或门和二个与非门组成如图1.4.4。图1.4.4用一个集成异或门和二个与非门组成半加器⑴在实验仪上用异或门和与门接成以上电路。A、B接逻辑开关，Y、Z接发光二极管显示。⑵按表1.4.3要求改变A、B状态，将相加的和Y和进位Z的状态填入下表中。表1.4.3输入端A0101B0011输出端YZ2.测试全加器的逻辑功能。⑴写出图1.4.5电路的逻辑表达式。Si=Ci=⑵根据逻辑表达式列真值表，并完成表1.4.4，实验证之。⑶根据真值表画逻辑函数SiCi的卡诺图。完成图1.4.6输入输出C1-1BASiCi0000010100111001011101110010100110010111输入和进位ABSC0001101101100001图1.4.5图1.4.6表1.4.4AiBiCi-1YZX1X2X3SiCi000010100110001011101111⑸试设计用异或门、与门、或门组成的全加器的逻辑功能并接线进行测试，将测试结果记入表1.4.5中，与上表进行比较看逻辑功能是否一致。设计要求按组合逻辑电路设计流程图所述的设计步骤进行，直到测试电路逻辑功能符合设计要求为止。表1.4.5AiBiCi-1CiSi000010100110001011101111设计过程及设计的逻辑电路图写入方框中:四、实验器材1.数字电子技术实验系统1台2.直流稳压电源1台3.集成电路：74LS003片74LS86，74LS32，74LS08各1片五、预习要求1.根据实验任务要求设计组合电路，并根据所给的标准器件画出逻辑图。2.复习半加器、全加器工作原理和特点。3.了解本实验中所用集成电路的逻辑功能和使用方法。六、实验报告要求1.列写实验任务的设计过程，画出设计的逻辑电路图。2.对所设计的电路进行实验测试，记录测试结果。3.组合电路设计体会。