组合逻辑电路实验设计

数字电子技术实验报告学院班级：软件学院131213班学生学号：13121228学生姓名：黄雯同作者: 吴青霞实验日期：2014年4月27日实验题目：组合逻辑电路的研究一．实验目的：1.了解三变量表决器的真值表、卡诺图，用数字电路板实现电路2.掌握一位全加器的真值表、卡诺图，用数字电路板实现电路3．掌握用MSI器件实现四位全加器的方法，并掌握全加器的应用。

二、实验环境：数字电路实验板三、实验内容及实验原理、（一）基本命题1. 用四2输入与非门74LS00和三输入与非门74HC11组成电路。

输入加逻辑开关，实现三变量多数表决器的功能，记录真值表，画出卡诺图和逻辑电路图2.用四2输入异或门74LS86和四2输入与非门74LS00组成一位全加器电路，输入加逻辑开关，测试其功能,并记录真值表，画出卡诺图和逻辑电路图。

3.用74LS283实现四位全加器电路，用数码管显示其全加和，并将结果填入表1中。

（二）实验原理与实验步骤a.三变量表决器1.实验原理：三变量表决器真值表如表1所示真值表（表1）根据三变量表决器真值表，画出三变量逻辑卡诺图。

如图1所示三变量表决器参考电路如图2所示图2用门电路实现的多数表决电路由真值表和卡诺图得出三变量表决器的逻辑表达式为：F= ACBC⋅⋅AB2.实验步骤：用逻辑开关当做A B C三个变量，将A接到1A，B接到1B, 将A接到2A，将C接到2B, 将B接到3A，C接到3B, 将1Y接到74HC10的1A，2Y接到1B, 将3Y接到1C，将1Y与与led灯相连，将开关打到“1”，观察led灯是否闪亮，以此检验电路图的正确性。

74SL00ABCF74HC10b.设计一位全加器1.实验原理：一位全加器真值表如表2所示：真值表A iB iC i S i C i+10 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 11 1 0 0 11 1 1 1 1（表2）根据一位全加器的真值表，画出三变量卡诺图，如图3所示：S i 的卡诺图 C i+1的卡诺图（图3）一位全加器的参考如图4所示：图 4一位全加器电路图4所示电路是由四2输入与非门74LS00和四2输入异或门74LS86组成的 一位全加器电路。

组合逻辑电路设计实验报告1.实验题目组合电路逻辑设计一：①用卡诺图设计8421码转换为格雷码的转换电路。

②用74LS197产生连续的8421码，并接入转换电路。

③记录输入输出所有信号的波形。

组合电路逻辑设计二：①用卡诺图设计BCD码转换为显示七段码的转换电路。

②用74LS197产生连续的8421码，并接入转换电路。

③把转换后的七段码送入共阴极数码管，记录显示的效果。

2.实验目的（1）学习熟练运用卡诺图由真值表化简得出表达式（2）熟悉了解74LS197元件的性质及其使用3.程序设计格雷码转化：真值表如下：卡诺图：1010100D D D D D D G ⊕=+=2121211D D D D D D G ⊕=+=3232322D D D D D D G ⊕=+= 33D G =电路原理图如下：七段码显示：真值表如下：卡诺图：2031020231a D D D D D D D D D D S ⊕++=+++=10210102b D D D D D D D D S ⊕+=++= 201c D D D S ++=2020101213d D D D D D D D D D D S ++++= 2001e D D D D S +=2021013f D D D D D D D S +++= 2101213g D D D D D D D S +++=01213g D D D D D S +⊕+=电路原理图如下：4.程序运行与测试格雷码转化：逻辑分析仪显示波形：七段数码管显示：5.实验总结与心得相关知识：异步二进制加法计数器满足二进制加法原则：逢二进一（1+1=10，即Q由1→0时有进位。

）组成二进制加法计数器时，各触发器应当满足：①每输入一个计数脉冲，触发器应当翻转一次；②当低位触发器由1变为0时，应输出一个进位信号加到相邻高位触发器的计数输入端。

集成4位二进制异步加法计数器：74LS197MR是异步清零端；PL是计数和置数控制端；CLK1和CLK2是两组时钟脉冲输入端。

组合逻辑电路分析与设计实验报告一、实验目的：1. 掌握逻辑设计基本方法2. 能够自己设计简单逻辑电路，并能用VHDL描述3. 理解输出波形和逻辑电路功能之间的关系二、实验设备与器材：1. 实验箱一套（含数字信号发生器、逻辑分析仪等测量设备）2. 电缆若干三、实验原理：组合逻辑电路是指由与或非门等基本逻辑门或它们的数字组合所构成的电路。

对于组合逻辑电路而言，不需要任何时钟信号控制，它的输出不仅能直接受到输入信号的影响，同时还与其输入信号的时序有关，输入信号的任何改变都可能导致输出信号的变化，因此组合逻辑电路的输出总是与它的输入存在着一个确定的逻辑关系。

本实验通过学习与实践，让学生从具体的组合逻辑电路出发，逐步掌握数字逻辑电路设计技术，了解逻辑电路的设计过程，掌握用组合逻辑门件构成数字系统的方法，提高学生设计和分析组合逻辑电路的能力。

四、实验内容及步骤：本实验的基本内容是设计一个可以进行任意二进制数求和的组合逻辑电路，并用VHDL 语言描述该电路。

其主要步骤如下：1. 设计电路的逻辑功能，确定电路所需基本逻辑门电路元件的类型和数量。

2. 画出电路的逻辑图并进行逻辑延迟估算。

3. 利用VHDL语言描述电路功能，并利用仿真软件验证电路设计是否正确。

4. 利用实验箱中的数字信号发生器和逻辑分析仪验证电路设计是否正确。

五、实验结果与分析：我们首先设计了一个可以进行单位位的二进制数求和的电路，即输入两个1位二进制数和一个进位信号，输出一个1位二进制数和一个进位信号。

注意到，当输入的两个二进制数为同等真值时，输出的结果即为原始输入中的异或结果。

当输入的两个二进制数不同时，输出需要加上当前进行计算的进位，同时更新输出进位信号的取值。

我们继续将此电路扩展到多位数的情况。

假设输入两个n位的二进制数a和b，我们需要得到一个(n+1)位的二进制数c，使得c=a+b。

我们需要迭代地对每一位进行计算，并在计算每一位时将其前一位的进位值也列入计算中。

组合逻辑电路实验报告图6-1：O型静态险象如图6-1所示电路其输出函数Z=A+A，在电路达到稳定时，即静态时，输出F 总是1。

然而在输入A变化时（动态时）从图6-1（b）可见，在输出Z的某些瞬间会出现O，即当A经历1→0的变化时，Z出现窄脉冲，即电路存在静态O型险象。

进一步研究得知，对于任何复杂的按“与或”或“或与”函数式构成的组合电路中，只要能成为A+A或AA的形式，必然存在险象。

为了消除此险象，可以增加校正项，前者的校正项为被赋值各变量的“乘积项”，后者的校正项为被赋值各变量的“和项”。

还可以用卡诺图的方法来判断组合电路是否存在静态险象，以及找出校正项来消除静态险象。

实验设备与器件1．+5V直流电源2．双踪示波器3．连续脉冲源4．逻辑电平开关5．0-1指示器（3）根据真值表画出逻辑函数Si、Ci的卡诺图（4）按图6-5要求，选择与非门并接线，进行测试，将测试结果填入下表，并与上面真值表进行比较逻辑功能是否一致。

4．分析、测试用异或门、或非门和非门组成的全加器逻辑电路。

根据全加器的逻辑表达式全加和Di =（Ai⊕Bi）⊕Di-1进位Gi =（Ai⊕Bi）·Di-1+Ai·Bi可知一位全加器可以用两个异或门和两个与门一个或门组成。

（1）画出用上述门电路实现的全加器逻辑电路。

（2）按所画的原理图，选择器件，并在实验箱上接线。

（3）进行逻辑功能测试，将结果填入自拟表格中，判断测试是否正确。

5．观察冒险现象按图6-6接线，当B=1，C=1时，A输入矩形波（f=1MHZ 以上），用示波器观察Z输出波形。

并用添加校正项方法消除险象。

组合逻辑电路的设计与测试实验原理和内容大家好，今天我们来聊聊组合逻辑电路的设计与测试实验原理和内容。

组合逻辑电路是由基本的逻辑门组成的电路，它可以实现各种逻辑功能。

那么，我们该如何设计一个组合逻辑电路呢？我们需要了解逻辑门的基本原理。

接下来，我将为大家详细介绍组合逻辑电路的设计与测试实验原理和内容。

1. 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计主要包括以下几个步骤：(1)确定电路的功能需求。

在设计组合逻辑电路之前，我们需要明确电路的功能需求，这将有助于我们选择合适的逻辑门和元器件。

(2)选择合适的逻辑门。

组合逻辑电路常用的逻辑门有与门、或门、非门等。

我们需要根据功能需求选择合适的逻辑门。

(3)连接逻辑门。

将选择好的逻辑门按照一定的顺序和方式连接起来，形成一个完整的组合逻辑电路。

(4)进行仿真和验证。

在实际搭建组合逻辑电路之前，我们可以使用仿真软件对其进行模拟，以检查电路设计的正确性。

如果仿真结果符合预期，那么我们就可以开始实际搭建组合逻辑电路了。

2. 组合逻辑电路的测试实验组合逻辑电路的测试实验主要包括以下几个步骤：(1)搭建组合逻辑电路。

在测试实验之前，我们需要根据设计图纸搭建出组合逻辑电路。

(2)输入信号。

为组合逻辑电路提供输入信号，观察输出结果是否符合预期。

(3)分析结果。

分析组合逻辑电路的实际输出结果，判断其是否满足功能需求。

如果输出结果不符合预期，那么我们需要进一步分析原因，找出问题所在。

(4)调整优化。

根据分析结果，对组合逻辑电路进行调整优化，使其性能更加优越。

通过以上步骤，我们可以完成组合逻辑电路的设计与测试实验。

实际操作过程中可能会遇到各种问题，但只要我们勇于尝试、不断学习，就一定能够克服困难，取得成功。

组合逻辑电路的设计与测试实验是一个充满挑战和乐趣的过程。

希望大家在学习过程中，能够充分发挥自己的想象力和创造力，设计出更多有趣的组合逻辑电路，为科技发展做出贡献。

谢谢大家！。

实验报告实验课程名称数字电子技术实验实验项目名称组合逻辑电路设计专业、班级电子信息类四班实验日期2020-05-25 姓名、学号同组人教师签名成绩实验报告包含以下7项内容：一、实验目的二、实验基本原理三、主要仪器及设备四、操作方法和实验步骤五、实验原始数据记录六、数据处理过程及结果、结论七、问题和讨论一、实验目的掌握组合逻辑电路的设计方法、设计步骤。

二、实验基本原理门电路的逻辑功能三、实验设备及器件1、直流稳压电源、信号源、示波器、万用表、面包板2、器件：74LS00 四2输入与非门，74LS86 四2输入异或门74LS10 3输入与非门，74LS153 双4选1数据选择器图4-1 74LS10内部结构及引脚排列四、操作方法和实验步骤组合逻辑电路设计的步骤大致如下：（1）根据已知条件要求列出逻辑状态表（2）写出逻辑表达式（3）运用逻辑代数化简或变换（4）画出逻辑电路图1、用74LS00（2输入与非门）、74LS10（3输入与非门）设计并实现三人表决电路。

功能：多数人（2人及以上）同意就通过（输出Y=1），少数人同意就不通过。

（1）列出逻辑状态表。

表3-1 三人表决器逻辑状态表输入输出A B C Y0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1（2Y=A’BC+AB’C+ABC’+ABC =AC+AB+BC（3）将逻辑表达式转换为需要的形式。

转化为与非表达式：取两次反。

即Y=AB+AC+BC=((AB)’(AC)’(BC)’)’（4）画出电路图。

（5）按电路图接线，验证状态表思考题1：如果只使用74LS00（2输入与非门）如何实现三人表决电路？给出电路接线图并验证。

2、使用74LS86异或门、74LS00与非门，设计一个四位奇偶校验器。

功能：当A、B、C、D四位数中有奇数个1时输出Y1为1，否则Y1输出为0（奇校验）；如果四位输入有偶数个1时，Y2输出为1（偶校验）。

电子通信与软件工程系2013-2014学年第2学期《数字电路与逻辑设计实验》实验报告--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 班级：姓名：学号：成绩：同组成员：姓名：学号：---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------一、实验名称：组合逻辑电路（半加器全加器及逻辑运算）二、实验目的：1、掌握组合逻辑电路的功能调试2、验证半加器和全加器的逻辑功能。

3、学会二进制数的运算规律。

三、实验内容：1．组合逻辑电路功能测试。

（1）．用2片74LS00组成图4.1所示逻辑电路。

为便于接线和检查．在图中要注明芯片编号及各引脚对应的编号。

（2）．图中A、B、C接电平开关，YI，Y2接发光管电平显示．（3）。

按表4。

1要求，改变A、B、C的状态填表并写出Y1，Y2逻辑表达式．（4）．将运算结果与实验比较．2．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．半加器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4.2．（1）．在学习机上用异或门和与门接成以上电路．接电平开关S．Y、Z接电平显示．（2）．按表4．2要求改变A、B状态，填表．3．测试全加器的逻辑功能。

（1）．写出图4．3电路的逻辑表达式。

（2）．根据逻辑表达式列真值表．（3）．根据真值表画逻辑函数S i 、Ci的卡诺图．（4）．填写表4．3各点状态（5）．按原理图选择与非门并接线进行测试，将测试结果记入表4．4，并与上表进行比较看逻辑功能是否一致．实验结果：表4．1输入输出A B C Y1 Y20 0 0 1 1 1 1 0 0111111111111111111Y1=A+B Y2=（A’·B）+（B’·C）表4．2输入端 A 0 1 0 1B 0 0 1 1输出端Y 0 1 1 0Z 0 0 0 1 表4Ai BiC1 i Y Z X1 X2 X3 S i C i0 0 0 0 0 1 1 1 0 00 1 0 1 0 1 0 1 1 01 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 00 1 1 1 1 0 1 1 0 11 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1表4．4输入端Ai0 0 0 0 1 1 1 1Bi0 0 1 1 0 0 1 1C1 i0 1 0 1 0 1 0 1输出端Ci0 0 0 1 0 1 1 1Si0 1 1 0 1 0 0 1 Y=A’B+AB’Z=CX1=A’B+C’+AB X2=A’B’+AB+C X3=A’B+AB’+C’Si=A’B’C+A’BC’+AB’C+ABC Ci=AC+AB+BC实验总结：此实验中因本就缺少一块74LS00的芯片导致线路不完整，原本打算用74LS20来代替74LS00，但电路还是出现了问题，原以为是电路接线的问题，也重新接线过，但是情况毫无变化。

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：计算机结构与逻辑设计实验第一次实验实验名称：组合逻辑电路院（系）：专业：姓名：学号：实验室: 实验组别：同组人员：实验时间：2015年10月29 日评定成绩：审阅教师：一、实验目的①认识数字集成电路，能识别各种类型的数字器件和封装②掌握小规模组合逻辑和逻辑函数的工程设计方法③掌握常用中规模组合逻辑器件的功能和使用方法④学习查找器件资料，通过器件手册了解器件⑤了解面包板的基本结构、掌握面包板连接电路的基本方法和要求⑥了解实验箱的基本结构，掌握实验箱电源、逻辑开关和LED点平指示的用法⑦学习基本的数字电路的故障检查和排除方法⑧学Mulitisim逻辑化简操作和使用方法⑨学习ISE软件操作和使用方法二、实验原理1.组合逻辑电路：组合逻辑电路又称为门网络，它由若干门电路级联（无反馈）而成，其特点是（忽略门电路的延时）:电路某一时刻的输出仅由当时的输入变量取值的组合决定，而与过去的输入取值无关。

其一般手工设计的过程为：①分析其逻辑功能②列出真值表③写出逻辑表达式，并进行化简④画出电路的逻辑图2.使用的器件：1）74HC00（四2输入与非门）：芯片内部有四个二输入一输出的与非门。

2）74HC20（双4输入与非门）：芯片内部有两个四输入一输出的与非门。

注意，四输入不能有输入端悬空。

3）74HC04（六反相器）：芯片内部有六个非门，可以将输入信号反相。

当然，也可以通过2输入与非门来实现，方法是将其一个输入端信号加高电平。

4）74HC151（数据选择器）：其功能犹如一个受编码控制的单刀多掷开关，可用在数据采集系统中，选择所需的信号。

它有8个与门，各受信号A2、A1、A0的一组组合控制，再将这8个与门的输出端经一个或门输出，是一个与—或电路。

5）74HC138（3线-8线译码器）：其有三个使能端E1、E2、E3，可将地址段（A0、A1、A2）的二进制编码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。

一、实验目的1. 理解组合逻辑电路的基本原理和设计方法。

2. 掌握半加器和全加器的逻辑功能及其实现方法。

3. 学会使用数字逻辑实验箱和常用逻辑门电路进行电路搭建。

4. 验证全加器的逻辑功能，并掌握全加器在数字电路中的应用。

二、实验原理全加器是一种能够实现二进制数相加的数字电路，它能够处理两个加数以及一个来自低位的进位信号，并产生一个和数以及一个进位信号。

全加器由半加器和与门组成，半加器用于计算两个加数之间的和，与门用于处理进位信号。

三、实验器材1. 数字逻辑实验箱2. 74LS00（四二输入与非门）1片3. 74LS86（四二输入异或门）1片4. 74LS10（四二输入或非门）1片5. 74LS54（双四选一数据选择器）1片6. 开关7. 指示灯8. 导线四、实验步骤1. 搭建半加器电路- 使用一片74LS86和一片74LS00搭建半加器电路。

- 将输入端A、B分别连接到开关，输出端S和C分别连接到指示灯。

- 按照半加器的逻辑功能，进行实验测试。

2. 搭建全加器电路- 使用两个半加器、一个与门和一个或门搭建全加器电路。

- 将输入端A、B和进位信号Cin分别连接到开关，输出端S和Cout分别连接到指示灯。

- 按照全加器的逻辑功能，进行实验测试。

3. 验证全加器的逻辑功能- 设置不同的输入值，观察输出端S和Cout的变化，验证全加器的逻辑功能。

- 与理论计算结果进行对比，确保实验结果的正确性。

五、实验结果与分析1. 半加器电路测试结果- 当输入端A、B均为0时，输出端S为0，C为0。

- 当输入端A、B均为1时，输出端S为1，C为0。

- 当输入端A为0，B为1时，输出端S为1，C为1。

- 当输入端A为1，B为0时，输出端S为1，C为1。

2. 全加器电路测试结果- 当输入端A、B和进位信号Cin均为0时，输出端S为0，Cout为0。

- 当输入端A、B和进位信号Cin均为1时，输出端S为1，Cout为1。