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实验二组合逻辑电路的设计与测试一、实验目的1、掌握组合逻辑电路的分析与设计方法。2、加深对基本门电路使用的理解。二、实验原理1、组合电路是最常用的逻辑电路，可以用一些常用的门电路来组合完成具有其他功能的门电路。例如，根据与门的逻辑表达式Z=AB=得知，可以用两个非门和一个或非门组合成一个与门，还可以组合成更复杂的逻辑关系。2、分析组合逻辑电路的一般步骤是：1)由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式；2)化简和变换各逻辑表达式；3)列出真值表；4)根据真值表和逻辑表达式对逻辑电路进行分析，最后确定其功能。3、设计组合逻辑电路的一般步骤与上面相反，是：1)根据任务的要求，列出真值表；2)用卡诺图或代数化简法求出最简的逻辑表达式；3)根据表达式，画出逻辑电路图，用标准器件构成电路；4)最后，用实验来验证设计的正确性。4、组合逻辑电路的设计举例1)用“与非门”设计一个表决电路。当四个输入端中有三个或四个“1”时，输出端才为“1”。设计步骤：BA根据题意，列出真值表如表2-1所示，再添入卡诺图表2-2中。D0000000011111111A0000111100001111B0011001100110011C0101010101010101Z0000000100010111表2-1表决电路的真值表表2-2表决电路的卡诺图然后，由卡诺图得出逻辑表达式，并演化成“与非”的形式：ABDCDABCDABCZABCACDBCDABC最后，画出用“与非门”构成的逻辑电路如图2-1所示：图2-1表决电路原理图输入端接至逻辑开关（拨位开关）输出插口，输出端接逻辑电平显示端口，自拟真值表，逐次改变输入变量，验证逻辑功能。三、实验设备与器材1.数字逻辑电路实验箱。2.数字逻辑电路实验箱扩展板。3.数字万用表。4.芯片74LS00、74LS02、74LS04、74LS10、74LS20。四、实验内容实验步骤1、完成组合逻辑电路的设计中的两个例子。2、设计一个四人无弃权表决电路(多数赞成则提议通过)，要求用四2输入与非门来实现。3、用与非门74LS00和异或门74LS86设计一可逆的4位码变换器。要求：1)当控制信号C=1时，它将8421码转换成为格雷码；当控制信号C=0时，它将格雷码转换成为8421码；2)写出设计步骤，列出码变换关系真值表并画出逻辑电路图；3)安装电路并测试逻辑电路的功能。五、实验预习要求1、复习各种基本门电路的使用方法。2、实验前，画好实验用的电路图和表格。3、自己参考有关资料画出实验内容2、3、4中的原理图，找出实验将要使用的芯片，以备实验时用。六、实验报告要求1、将实验结果填入自制的表格中，验证设计是否正确。2、总结组合逻辑电路的分析与设计方法。附录部分集成电路逻辑符号和引脚排列图实验注意事项1、电源的打开顺序是：先开交流开关（实验箱中的船形开关），再开直流开关，最后打开各个模块的控制开关。电源关掉的顺序刚好与此相反。2、切忌在实验中带电连接线路，正确的方法是断电后再连线，进行实验。3、验箱主电路板上所有的芯片出厂时已全部经过严格检验，因此在做实验时切忌随意插拔芯片。4、实验箱中的叠插连接线的使用方法为：连线插入时要垂直，切忌用力，拔出时用手捏住连线靠近插孔的一端，然后左右旋转几下，连线自然会从插孔中松开、弹出，切忌用力向上拉线，这样很容易造成连线和插孔的损坏。5、实验中应该严格按照老师的要求和实验指导书来操作，不要随意乱动开关，芯片及其它元器件，以免造成实验箱的损坏。元件库中的二极管和数码管一定要注意极性。6、如果在实验中由于操作不当或其它原因而出现异常情况，如数码管显示不稳，闪烁，芯片发烫等，首先立即断电，然后报告老师，切忌无视现象，继续实验，以免造成严重后果。