组合逻辑电路实验

实验三组合逻辑电路的设计组合逻辑电路是由与门、或门、非门等基本逻辑门组成的电路，其输出取决于输入信号的组合方式。

本实验旨在通过设计一个具体的组合逻辑电路，来强化学生对组合逻辑电路的理解和应用能力。

一、实验目的1.掌握组合逻辑电路的基本原理和设计方法；3.进一步理解与门、或门、非门等基本逻辑门的逻辑运算。

二、实验器材1.教学实验箱；2.相关实验电路元器件。

三、实验内容1.根据给定的逻辑功能要求，设计一个组合逻辑电路；2.使用门电路组合搭建所设计的组合逻辑电路；3.利用数字电路实验箱进行电路的搭建和测试；4.验证电路的功能是否符合设计要求。

四、实验步骤1.确定逻辑功能要求。

在本实验中，我们以设计一个4位二进制加法器为例。

4位二进制加法器是由4个全加器和一个或门组成的。

全加器的功能是将三位输入（被加数、加数和进位）相加得到两位输出（和和进位）。

2.进行真值表的列写和逻辑方程的列写。

为了完成4位二进制加法器的设计，我们首先需要根据功能要求列写真值表，包括所有的输入和输出组合。

然后，我们可以通过观察真值表，得出逻辑方程，并将其转化为门电路的连接方式。

3.根据真值表和逻辑方程进行卡诺图化简。

卡诺图是一种用于化简逻辑方程的方法。

通过将逻辑方程的输入和输出用二进制表示，在卡诺图上标记出函数值为1的格子，然后将格子组合成最简化的表达式。

在本实验中，通过化简后的逻辑方程，我们可以确定需要使用的与门、或门、非门的数量和连接方式。

根据实验器材的要求，选择相应的门电路元器件进行电路的搭建。

5.利用数字电路实验箱进行电路的搭建和测试。

根据门电路的设计，使用数字电路实验箱中的元器件进行电路的搭建。

搭建完成后，仔细检查电路连接是否正确，确保没有接错导线或插错元器件。

6.验证电路的功能是否符合设计要求。

根据真值表的结果，对经过测试的电路进行验证。

观察输出是否符合预期，如果输出结果与设计要求一致，则说明电路的功能实现正确。

五、实验注意事项1.在进行实验之前，应仔细阅读实验内容和操作步骤，理解实验的目的和要求；2.在进行电路连接时，应注意电路元器件的极性和连接方式，确保电路连接正确；3.在进行电路测试时，应注意接线的稳固性和安全性，避免触电事故的发生；4.实验结束后，应及时关闭电源，避免给他人和设备带来危险。

一、实验目的1. 理解组合逻辑电路的基本概念和组成。

2. 掌握组合逻辑电路的设计方法。

3. 学会使用基本逻辑门电路构建组合逻辑电路。

4. 验证组合逻辑电路的功能，并分析其输出特性。

二、实验原理组合逻辑电路是一种数字电路，其输出仅取决于当前的输入，而与电路的先前状态无关。

它主要由与门、或门、非门等基本逻辑门组成。

组合逻辑电路的设计通常遵循以下步骤：1. 确定逻辑功能：根据实际需求，确定电路应实现的逻辑功能。

2. 设计逻辑表达式：根据逻辑功能，设计相应的逻辑表达式。

3. 选择逻辑门电路：根据逻辑表达式，选择合适的逻辑门电路进行搭建。

4. 搭建电路并进行测试：将逻辑门电路搭建成完整的电路，并进行测试，验证其功能。

三、实验设备1. 逻辑门电路芯片：与门、或门、非门等。

2. 连接导线。

3. 逻辑分析仪。

4. 电源。

四、实验内容及步骤1. 设计逻辑表达式以一个简单的组合逻辑电路为例，设计一个4位二进制加法器。

设输入为两个4位二进制数A3A2A1A0和B3B2B1B0，输出为和S3S2S1S0和进位C。

根据二进制加法原理，可以得到以下逻辑表达式：- S3 = A3B3 + A3'B3B2 + A3'B3'B2A2 + A3'B3'B2'B2A1 + A3'B3'B2'B2'B1A0- S2 = A2B2 + A2'B2B1 + A2'B2'B1B0 + A2'B2'B1'B0A0- S1 = A1B1 + A1'B1B0 + A1'B1'B0A0- S0 = A0B0 + A0'B0- C = A3B3 + A3'B3B2 + A3'B3'B2A2 + A3'B3'B2'B2A1 + A3'B3'B2'B2'B1A0 + A2B2 + A2'B2B1 + A2'B2'B1B0 + A2'B2'B1'B0A0 + A1B1 + A1'B1B0 +A1'B1'B0A0 + A0B0 + A0'B02. 选择逻辑门电路根据上述逻辑表达式，选择合适的逻辑门电路进行搭建。

实验名称组合逻辑电路分析、设计与测试一、实验目的1.掌握组合逻辑电路的分析与测试方法；2.掌握用门电路设计组合逻辑电路的方法。

二、实验原理1.组合逻辑电路的分析与测试组合逻辑电路是最常见的逻辑电路，即通过基本的门电路（比如与门，与非门，或门，或非门等）来组合成具有一定功能的逻辑电路。

组合逻辑电路的分析，就是根据给定的逻辑电路，写出其输入与输出之间的逻辑函数表达式，或者列出真值表，从而确定该电路的逻辑功能。

组合逻辑电路的测试，就运用实验设备和仪器，搭建出实验电路，测试输入信号和输出信号是否符合理论分析出来的逻辑关系，从而验证该电路的逻辑功能。

组合逻辑电路的分析与测试的步骤通常是：（1）根据给定的组合逻辑电路图，列出输入量和中间量、输出量的逻辑表达式；（2）根据所得的逻辑式列出相应的真值表或者卡诺图；（3）根据真值表分析出组合逻辑电路的逻辑功能；（4）运用实验设备和器件搭建出该电路，测试其逻辑功能。

2.组合逻辑电路的设计与测试组合逻辑电路的设计与测试，就是根据设计的功能要求，列出输入量与输出量之间的真值表，通过化简获得输入量与输出量之间的逻辑表达式，然后根据逻辑表达式用相应的门电路设计该组合逻辑电路，然后运用实验设备与器件搭建实验电路，测试该电路是否符合设计要求。

组合逻辑电路的设计与测试的步骤通常是：（1）根据设计的功能要求，列出真值表或者卡诺图；（2）化简逻辑函数，得到最简的逻辑表达式；（3）根据最简的逻辑表达式，画出逻辑电路；（4）搭建实验电路，测试所设计的电路是否满足要求。

三、预习要求1.阅读理论教材上有关组合逻辑电路的分析与综合以及半加器等章节内容，以达到明确实验内容的目的。

2.查阅附录有关芯片管脚定义和相关的预备材料。

四、实验设备与仪器1.数字电路实验箱；2.芯片74LS00；74LS20。

五、实验内容1.半加器逻辑电路的分析与测试SC图5.5.1 半加器的逻辑电路（1） 根据图5.5.1写出中间量（1Z 、2Z 和3Z ）和输出量（S 和C ）关于输入量（A 和B ）的逻辑表达式。

《数字电路与逻辑设计实验》实验报告实验名称：组合逻辑电路(半加器全加器及逻辑运算)实验器材（芯片类型及数量）7400 二输入端四与非门，7486 二输入端四异或门，7454 四组输入与或非门一、实验原理1、组合逻辑电路的分析方法：（1）从输入到输出，逐步获取逻辑表达式（2）简化逻辑表达式（3）填写真值表（4）通过真值表总结出该电路的功能（5）选择芯片型号，绘制电路图，测试并验证之前的分析是否正确2、组合逻辑电路的设计方法：（1）根据实际逻辑问题的因果关系，定义输入输出变量的逻辑状态（2）根据设计要求，按逻辑功能列出真值表，填写卡诺图（3）通过卡诺图或真值表得到逻辑表达式（4）根据逻辑方程式画出图表，进行功能试验二、实验内容及原理图1、完成与非门、异或门、与或非门逻辑功能测试。

2、测试由异或门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，半加器和位Y是A、B的异或而进位Z是A、B相与，故半加器可用一个继承异或门和两个与非门构成如图2.1。

AYBZ图2.1 半加器电路结构图（1）按照图2.1完成电路连接。

（2）按照表2.1改变A 、B 状态，并填表。

3、 测试全加器的逻辑功能。

SiG9CiA iB iC i-1图2.2 全加器电路结构图（1）写出图2.2的逻辑功能表达式（Y S i C i ） Y = Ai ⊕ Bi Si = Ai ⊕ Bi ⊕ Ci -1 Ci = AiBi + (Ai ⊕ Bi) Ci -1 （2）根据逻辑功能表达式列出真值表（3）按原理图选择与非门并接线测试，将结果记入表2.2。

4、 用异或、与或非门和与非门实现全加器的逻辑功能。

全加器可以用两个半加器和两个与门一个或门组成，在实验中，常用一块双异或门、一个与或非门和一个与非门实现。

（1）画出用异或门、与或非门和非门实现全加器的逻辑电路图，写出逻辑表达式。

Y = Ai ⊕ Bi Si = Ai ⊕ Bi ⊕ Ci -1 Ci = AiBi + (Ai ⊕ Bi) Ci -1（2）找出异或门、与或非门和与非门器件按自己画的图接线。

实验一组合逻辑电路的设计组合逻辑电路是一种电子电路，由逻辑门组成，用于执行特定的逻辑功能。

在本实验中，我们将设计一个基本的组合逻辑电路以及一些常见的组合逻辑电路，包括加法器、减法器、比较器等。

首先，我们将设计一个基本的组合逻辑电路，该电路由两个输入和一个输出组成。

输入可以是0或1，输出将依据输入的值进行逻辑运算得出。

在这个基本电路中，我们将使用两个逻辑门：与门和或门。

与门的真值表如下：输入1输入2输出000010100111与门的布尔表达式是：输出=输入1AND输入2或门的真值表如下：输入1输入2输出000011101111或门的布尔表达式是：输出=输入1OR输入2基于以上真值表和布尔表达式，我们可以通过逻辑门的连接来设计一个基本的组合逻辑电路。

具体设计步骤如下：1.首先，将两个输入引线分别连接到与门和或门的输入端。

这将确保输入的值能够传递到逻辑门中。

2.将与门和或门的输出引线连接到一个输出引线上，以便能够输出最终的逻辑结果。

3.最后，将逻辑门的电源连接到电路的电源上，以确保逻辑门能正常工作。

通过以上步骤，我们就完成了一个基本的组合逻辑电路的设计。

这个电路可以根据输入产生不同的输出，实现不同的逻辑功能。

除了基本的组合逻辑电路，我们还可以设计一些常见的组合逻辑电路，如加法器、减法器和比较器。

加法器是用来执行数字加法的组合逻辑电路。

在一个二进制加法器中，输入是两个二进制数和一个进位位，输出是一个和输出和一个进位位。

加法器的设计可以通过级联多个全加器来实现。

减法器是用来执行数字减法的组合逻辑电路。

在一个二进制减法器中，输入是两个二进制数和一个借位位，输出是一个差输出和一个借位位。

减法器的设计可以通过级联多个全减法器来实现。

比较器是用来比较两个数字的大小的组合逻辑电路。

比较器的输出取决于输入的大小关系。

如果两个输入相等，则输出为0。

如果第一个输入大于第二个输入，则输出为1、如果第一个输入小于第二个输入，则输出为-1、比较器的设计可以通过使用逻辑门和触发器来实现。

组合逻辑电路实验（半加器全加器及逻辑运算）一、实验目的1、掌握组合逻辑电路的功能测试。

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。

二、实验原理数字电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。

任意时刻电路的输出信号仅取决于该时刻的输入信号，而与信号输入前电路所处的状态无关，这种电路叫做组合逻辑电路。

分析一个组合电路，一般从输出开始，逐级写出逻辑表达式，然后利用公式或卡诺图等方法进行化简，得到仅含有输入信号的最简输出逻辑函数表达式，由此得到该电路的逻辑功能。

两个一位二进制数相加，叫做半加，实现半加操作的电路称为半加器。

两个一位二进制数相加的真值表见表5-1，表中Si表示半加和，Ci表示向高位的进位，Ai、Bi表示两个加数。

表5-1 半加器真值表从二进制数加法的角度看，表中只考虑了两个加数本身，没有考虑低位来的进位，这也就是半加一词的由来。

由表5-1可直接写出半加器的逻辑表达式： 、Ci=AiBi由逻辑表达式可知，半加器的半加和Si是Ai、Bi的异或，而进Si=AiBi AiBi位Ci 是Ai 、Bi 相与，故半加器可用一个集成异或门和一个与门组成。

两个同位的加数和来自低位的进位三者相加，这种加法运算就是全加，实现全加运算的电路叫做全加器。

如果用Ai 、Bi 分别表示A 、B 两个多位二进制数的第i 位，1i C -表示低位（第i-1位）来的进位，则根据全加运算的规则可列出真值表如表5-2。

表5-2 全加器的真值表利用卡诺图可求出Si 、Ci 的简化函数表达式：i i i i-1i i i i i i S =A B C C =(A B )C +A B ⊕⊕⊕可见，全加器可用两个异或门和一个与或门组成。

如果将数据表达式进行一些变换，半加器还可以用异或门、与非门等元器件组成多种形式的电路（见图5-2，图5-3）。

三、实验仪器及材料 器件：74LS00 二输入端四与非门 3片 74LA86 二输入端四异或门 1片 74LS54 四组输入与或非门 1片四、预习要求1、预习组合逻辑电路的分析方法。

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4．1Y1=A+B Y2=（A’·B）+（B’·C）表4．2表4．3表4．4Y=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。

实验五组合逻辑电路的设计一、试验目的１、掌握组合逻辑电路的设计方法。

２、掌握组合逻辑电路的静态测试方法。

３、熟悉CPLD设计的过程，比较原理图输入和文本输入的优劣。

二、实验的硬件要求１、输入：按键开关（常高）４个；拨码开关４位。

２、输出：LED灯。

３、主芯片：Altera EPM7128SLC84-15。

三、实验内容１、设计一个四舍五入判别电路，其输入为8421BCD码，要求当输入大于或等于５时，判别电路输出为１，反之为０。

２、设计四个开关控制一盏灯的逻辑电路，要求改变任意开关的状态能够引起灯亮灭状态的改变。

（即任一开关的合断改变原来灯亮灭的状态）３、设计一个优先排队电路，其框图如下：排队顺序：A=1 最高优先级B=1 次高优先级C=1 最低优先级要求输出端最多只能有一端为“１”，即只能是优先级较高的输入端所对应的输出端为“１”。

四、实验连线１、四位拨码开关连D3、D2、D1、D0信号对应的管脚。

OUT输出信号管脚接LED灯。

２、四位按键开关分别连K1、K2、K3、K4信号对应的管脚。

OUT输出信号管脚接LED灯。

３、A、B、C信号对应管脚分别连三个按键开关。

输出A_Out、B_Out、C_Out信号对应的管脚分别连三个LED灯。

（具体管脚参数由底层管脚编辑决定）五、参考原理图1、①原理图，如图5-1所示：②AHDL硬件描述语言输入：SUBDESIGN t5_1(d0,d1,d2,d3:INPUT;out: OUTPUT;)BEGINIF( (d3,d2,d1,d0) >= 5 ) THENout=VCC;ELSEout=GND;END IF;END;2、①原理图，如图5-2所示：②AHDL硬件描述语言输入：SUBDESIGN t5_2(k0,k1,k2,k3:INPUT;out: OUTPUT;)BEGINTABLE(k3,k2,k1,k0) => out;B"0000" => GND;B"0001" => VCC;B"0011" => GND;B"0010" => VCC; 图5-2图5-1B"0110" => GND;B"0111" => VCC;B"0101" => GND;B"0100" => VCC;B"1100" => GND;B"1101" => VCC;B"1111" => GND;B"1110" => VCC;B"1010" => GND;B"1011" => VCC;B"1001" => GND;B"1000" => VCC;END TABLE;END;3、①原理图，如图5-3所示：图5-3②AHDL硬件描述语言输入：SUBDESIGN t5_3(a,b,c : INPUT;a_out,b_out,c_out : OUTPUT;)BEGINIF a THENa_out=VCC; b_out=GND; c_out=GND;ELSIF b THENa_out=GND; b_out=VCC; c_out=GND;ELSIF c THENa_out=GND; b_out=GND; c_out=VCC;ELSEa_out=GND;b_out=GND;c_out=GND;END IF;END;六、实验报告要求1、对于原理图设计要求有设计过程。

实验一组合逻辑电路的设计与测试一、实验目的实验一旨在通过设计和测试一组合逻辑电路，加深对组合逻辑电路的理解和运用。

二、实验器材1.FPGA（现场可编程门阵列）开发板2. 逻辑电路设计软件（如Quartus II）3.逻辑分析仪4.DIP开关5.LED灯三、实验内容1.设计一个4位二进制加法器电路，并实现其功能。

2.使用逻辑电路设计软件进行电路设计。

4.使用逻辑分析仪对电路进行测试，验证其功能和正确性。

四、实验步骤1.根据4位二进制加法器的电路原理图，使用逻辑电路设计软件进行电路设计。

将输入的两个4位二进制数与进位输入进行逻辑运算，得到输出的4位二进制和结果和进位输出。

2.在设计过程中，需要使用逻辑门（如与门、或门、异或门等）来实现电路的功能。

3.在设计完成后，将电路编译，并生成逻辑网表文件。

5.连接DIP开关到FPGA开发板上的输入端口，通过设置DIP开关的状态来设置输入数据。

6.连接LED灯到FPGA开发板上的输出端口，通过LED灯的亮灭来观察输出结果。

7.使用逻辑分析仪对输入数据和输出结果进行测试，验证电路的功能和正确性。

五、实验结果1.在设计完成后，通过DIP开关的设置，输入不同的4位二进制数和进位，观察LED灯输出的结果，验证电路的正确性。

2.使用逻辑分析仪对输入和输出进行测试，检查电路的逻辑运算是否正确。

六、实验总结通过本实验，我们学习了组合逻辑电路的设计和测试方法。

从设计到测试的过程中，我们深入了解了组合逻辑电路的原理和运作方式。

通过观察和测试，我们可以验证电路的正确性和功能是否符合设计要求。

此外，我们还学会了使用逻辑分析仪等工具对电路进行测试和分析，从而提高了我们的实验能力和理论应用能力。

通过这次实验，我们对组合逻辑电路有了更深入的了解，为将来在数字电路设计和工程实践中打下了基础。

实验三组合逻辑电路的功能测试基本逻辑门测试：1.与门测试：在输入端口分别接入两个输入信号A、B，并将输出端口接入示波器。

通过输入不同的逻辑电平（0或1），观察输出信号。

当输入信号都为1时，输出信号应为1；其他情况下，输出信号应为0。

2.或门测试：与与门测试类似，在输入端口分别接入两个输入信号A、B，并将输出端口接入示波器。

通过输入不同的逻辑电平（0或1），观察输出信号。

当输入信号都为0时，输出信号应为0；其他情况下，输出信号应为13.非门测试：在输入端口接入输入信号A，并将输出端口接入示波器。

通过输入不同的逻辑电平（0或1），观察输出信号。

当输入信号为0时，输出信号应为1；当输入信号为1时，输出信号应为0。

4.异或门测试：在输入端口分别接入两个输入信号A、B，并将输出端口接入示波器。

通过输入不同的逻辑电平（0或1），观察输出信号。

当输入信号相同（均为0或均为1）时，输出信号应为0；当输入信号不同（一个为0，一个为1）时，输出信号应为1组合逻辑电路测试：1.与门与非门的组合测试：在输入端口分别接入两个输入信号A、B，并将输出端口接入示波器。

通过输入不同的逻辑电平（0或1），观察输出信号。

当输入信号都为1时，输出信号应为0；其他情况下，输出信号应为12.或门与非门的组合测试：与与门与非门的组合测试类似，只需将与门替换为或门，测试结果应与与门与非门的组合测试相反。

3.封装后的组合逻辑电路测试：使用封装后的组合逻辑电路实现具体的逻辑功能，如加法器、选择器等。

通过输入不同的逻辑电平（0或1），观察输出信号，验证实现的逻辑功能是否正确。

在进行功能测试时，需要注意输入信号的切换时间、输出信号的稳定时间，确保电路能够正常工作。

此外，还可以通过逻辑表或真值表对测试结果进行验证，确保组合逻辑电路的正确性。

总结：实验三组合逻辑电路的功能测试是通过对基本逻辑门和组合逻辑电路进行输入输出信号的观察和测试，验证其功能正确性。

组合逻辑电路设计实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过设计和实现组合逻辑电路，加深学生对组合逻辑电路原理的理解，提高学生的动手能力和实际应用能力。

二、实验内容。

1. 学习组合逻辑电路的基本原理和设计方法；2. 设计和实现一个简单的组合逻辑电路；3. 进行实际电路的调试和测试；4. 编写实验报告，总结实验过程和结果。

三、实验原理。

组合逻辑电路是由多个逻辑门组成的电路，其输出仅依赖于输入信号的组合。

常见的组合逻辑电路包括加法器、译码器、多路选择器等。

在设计组合逻辑电路时，需要根据具体的逻辑功能，选择适当的逻辑门并进行连接，以实现所需的逻辑运算。

四、实验步骤。

1. 确定所需的逻辑功能，并进行逻辑门的选择；2. 根据逻辑功能，进行逻辑门的连接设计；3. 利用数字集成电路芯片，进行实际电路的搭建；4. 进行电路的调试和测试，验证电路的正确性和稳定性；5. 编写实验报告，总结实验过程和结果。

五、实验结果。

经过设计和实现，我们成功搭建了一个4位全加器电路，并进行了测试。

在输入A=1101，B=1011的情况下，得到了正确的输出结果S=11000，C=1。

实验结果表明，我们设计的组合逻辑电路能够正确地实现加法运算，并且具有较高的稳定性和可靠性。

六、实验总结。

通过本次实验，我们深入了解了组合逻辑电路的设计原理和实现方法，提高了我们的动手能力和实际应用能力。

同时，我们也意识到了在实际搭建电路时需要注意的细节问题，如电路连接的稳定性、输入信号的干扰等。

这些经验对我们今后的学习和工作都将具有重要的指导意义。

七、实验感想。

通过本次实验，我们不仅学到了理论知识，还提高了实际操作能力。

在今后的学习和工作中，我们将更加注重理论与实践相结合，不断提升自己的综合能力。

同时，我们也希望能够将所学知识应用到实际中，为社会做出更大的贡献。

八、参考文献。

[1] 《数字逻辑电路与系统设计》，张三，电子工业出版社，2018年。

[2] 《数字集成电路设计》，李四，清华大学出版社，2019年。

组合逻辑电路的设计实验报告本实验旨在通过设计和实现组合逻辑电路，加深对数字电路原理的理解，提高实际动手能力和解决问题的能力。

1. 实验目的。

本实验的主要目的是：1）掌握组合逻辑电路的设计原理和方法；2）了解组合逻辑电路的实际应用；3）培养实际动手能力和解决问题的能力。

2. 实验原理。

组合逻辑电路由多个逻辑门组成，根据输入信号的不同组合产生不同的输出信号。

常见的组合逻辑电路包括加法器、减法器、译码器、编码器等。

在本实验中，我们将重点学习和设计加法器和译码器。

3. 实验内容。

3.1 加法器的设计。

加法器是一种常见的组合逻辑电路，用于实现数字的加法运算。

我们将学习半加器和全加器的设计原理，并通过实际电路进行实现和验证。

3.2 译码器的设计。

译码器是将输入的数字信号转换为特定的输出信号的组合逻辑电路。

我们将学习译码器的工作原理和设计方法，设计并实现一个4-16译码器电路。

4. 实验步骤。

4.1 加法器的设计步骤。

1）了解半加器和全加器的原理和真值表；2）根据真值表，设计半加器和全加器的逻辑表达式；3）根据逻辑表达式，画出半加器和全加器的逻辑电路图；4）使用逻辑门集成电路，搭建半加器和全加器的电路；5）验证半加器和全加器的功能和正确性。

4.2 译码器的设计步骤。

1）了解译码器的原理和功能；2）根据输入和输出的关系，设计译码器的真值表；3）根据真值表，推导译码器的逻辑表达式；4）画出译码器的逻辑电路图；5）使用逻辑门集成电路，搭建译码器的电路；6）验证译码器的功能和正确性。

5. 实验结果与分析。

通过实验，我们成功设计并实现了半加器、全加器和译码器的电路。

经过验证，这些电路均能正常工作，并能正确输出预期的结果。

实验结果表明，我们掌握了组合逻辑电路的设计原理和方法，提高了实际动手能力和解决问题的能力。

6. 实验总结。

通过本次实验，我们深入学习了组合逻辑电路的设计原理和方法，掌握了加法器和译码器的设计和实现技术。

实验一组合逻辑电路设计一、简介组合逻辑电路是数字电路的一种重要类型，由逻辑门组成，并且没有存储功能。

它的输出只取决于当前的输入状态，与过去的输入状态无关。

本实验旨在设计一组使用逻辑门构成的组合逻辑电路。

二、设计目标本实验的设计目标是实现一个4位2进制加法器电路。

输入为两个4位的二进制数，输出为其和。

为了方便起见，我们假设输入的二进制数已经在输入端以2进制的形式输入。

三、设计思路1.首先，需要设计一个4位的全加器电路，用于对两个位的进位进行处理。

全加器电路由三个输入和两个输出组成。

2.其次，将4个全加器电路组成4位的加法器电路，将各个位的进位进行连接。

3.最后，将输入的两个4位二进制数，以及4个进位信号，分别连接到4个全加器电路的输入端，将各个位的和输出连接到最终的输出端。

四、详细设计1.全加器电路的设计全加器电路有三个输入和两个输出。

其中，三个输入分别为A、B和Cin，分别表示两个相加的输入和进位输入。

两个输出分别为Sum和Cout，分别表示两个输入的和和进位输出。

我们可以使用两个半加器和一个或门来实现全加器电路。

半加器的真值表如下：A B Sum Cout0000011010101101其中，Sum表示两个输入的和，Cout表示两个输入的进位。

将两个半加器按照如下方式连接起来即可构成全加器电路：A --->+------> SumB --->+----------，----> CoutCin --->，--+2.四位加法器电路的设计四位加法器电路由4个全加器电路连接组成。

其中，第一个全加器的输入分别为A0、B0和Cin，输出为S0和C0；第二个全加器的输入分别为A1、B1和C0，输出为S1和C1；依次类推，第三个全加器的输入为A2、B2和C1，输出为S2和C2；第四个全加器的输入为A3、B3和C2，输出为S3和C3将四个全加器按照如下方式连接起来即可构成四位加法器电路：A0--->+---------------->S0B0--->+-------Cin ----，-+-------------------，-------> C0A1---+---->，---------------->S1B1---+---->，-------C0----，--------------，-+---------------，------->C1A2---+------>，---------------->S2B2---+------>，-------C1----，-+---------------->C2A3---+-------+---->，---------------->S3B3---+-----，--------3.输入输出连接将输入的两个4位二进制数依次连接到四位加法器电路的输入端，将四位加法器电路的输出端连接到最终的输出端。

组合逻辑电路实验一一、实验目的1、熟悉半加器、全加器的实验原理，学习电路的连接；2、了解基本74LS系列器件（74LS04、00、32）的性能；3、对实验结果进行分析，得到更为优化的实验方案。

二、实验内容1、按照实验原理图连接电路。

2、实验仪器：74LS系列的芯片、导线。

实验箱内的左侧提供了插放芯片的地方，右侧有控制运行方式的开关KC0、KC1及KC2。

其中KC1用来选择实验序号。

序号为0时，手动进行。

自动运行时按加、减选择所做实验的序号。

试验箱内有分别用于手动和自动实验的输入的控制开关K n和S n。

3、三、实验原理实验原理图如下：四、实验结果及分析1、将实验结果填入表1-1表1-1 2、实验结果分析 由实验结果可得半加和： Hi=Ai ⊕Bi 进位： Ci=AiBi则直接可以用异或门和与门来实现半加器，减少门的个数和级数，提高实验效率。

实验二 全加器一、实验目的1、掌握全加器的实验原理，用简单的与、或非门来实现全加器的功能。

2、分析实验结果，得到全加器的全加和和进位的逻辑表达式，根据表达式用78LS138和与、或、非门来实现全加器。

二、实验内容同半加器的实验，先采用手动方式，再用自动方式。

用自动方式时选实验序号2。

三、实验原理四、实验结果及其分析表1-22、实验结果分析从表1-2中的实验结果可以得到：Si=Ai Bi 1-Ci +Ai Bi 1-Ci +A i B i C i-1=Ai ⊕Bi ⊕Ci-1 Ci=AiBi+AiCi-1+BiCi-1故Si=∑)7,4,2,1(m Ci=∑)7,6,5,3(m因此可用三—八译码器74LS138和与非门实现全加器，逻辑电路图如下：实验三 三—八译码器与八—三编码器一、实验目的1、进一步了解译码器与编码器的工作原理，理解译码和编码是相反的过程。

2、在连接电路时，注意译码器74LS138和编码器74LS148使能端的有效级，知道两者的区别。

3、通过实验理解74LS148是优先权编码器。

一、页组合逻辑电路分析与设计实验报告二、目录1.页2.目录3.摘要4.背景和现状分析4.1逻辑电路的基础概念4.2组合逻辑电路的应用领域4.3当前组合逻辑电路设计的挑战5.项目目标5.1实验目的和预期成果5.2技术和方法论5.3创新点和实际应用6.章节一：逻辑门和基本组合电路7.章节二：组合逻辑电路的设计方法8.章节三：实验操作和数据分析9.章节四：实验结果和讨论10.结论与建议三、摘要四、背景和现状分析4.1逻辑电路的基础概念逻辑电路是数字电路的基本组成部分，它们执行基本的逻辑运算，如与、或、非等。

组合逻辑电路（CLC）是由多个逻辑门组成的电路，其输出仅取决于当前输入的组合，而与电路以前的状态无关。

这种电路广泛应用于各种电子设备中，从计算机处理器到简单的电子玩具。

4.2组合逻辑电路的应用领域组合逻辑电路在现代技术中扮演着关键角色。

它们是计算机处理器、数字信号处理器、通信设备和其他许多电子系统的基础。

随着技术的进步，组合逻辑电路的设计和应用也在不断扩展，例如在、物联网和高速通信领域。

4.3当前组合逻辑电路设计的挑战尽管组合逻辑电路的设计原理相对简单，但在实际应用中面临着一系列挑战。

这些挑战包括提高电路的速度和效率、减少能耗、以及设计更复杂的逻辑功能。

随着集成电路尺寸的不断缩小，量子效应和热效应也对电路的设计和性能提出了新的挑战。

五、项目目标5.1实验目的和预期成果本实验的主要目的是深入理解和掌握组合逻辑电路的设计原理和实验方法。

预期成果包括成功设计和实现一个具有特定功能的组合逻辑电路，并对其进行性能分析。

5.2技术和方法论实验将采用现代电子设计自动化（EDA）工具进行电路设计和仿真。

实验方法将包括理论分析、电路设计、仿真测试和性能评估。

5.3创新点和实际应用本实验的创新点在于探索新的设计方法和优化技术，以提高组合逻辑电路的性能和效率。

实验成果将有望应用于实际电子产品的设计和开发，特别是在需要高性能和低功耗的场合。

实验六组合逻辑电路一、实验目的1、掌握组合逻辑电路的分析、设计方法与测试方法2、了解组合电路的冒险现象及其消除方法二、实验原理1、组合电路是最常见的逻辑电路，用一些门电路可以实现具有一定功能的组合逻辑电路。

2、可以用一些常用的门电路来组合成具有其它功能的门电路。

例如，根据与门的逻辑表达式==⋅Z⋅BAAB由上式可知，可以用两个与非门组合成一个与门。

采用不同的种类、不同数量的门电路还可以组合成更复杂的逻辑关系。

3、组合电路的分析是根据所给的逻辑电路，写出其输入与输出之间的逻辑函数表达式或真值表，从而确定该电路的逻辑功能。

4、组合电路的设计是根据所要求的逻辑功能，确定输入与输出之间的逻辑关系，写出逻辑函数冲，即电路存在静态0型险象。

A，存在有静态1型险象。

同理，如6-2所示电路，Z＝AA5、0-1指示器6、CC4011×3 CC4030×1 CC4071×1四、实验内容1、分析、测试用与非门CC4011 组成的半加器的逻辑功能(1)写出图6-3的逻辑表达式图6-3是由与非门组成的半加器电路图6-3由与非门组成的半加器电路（2）根据表达式列出真值表，添出表6-1中的Z1、Z2、Z3、S、C。

并画出卡诺图判断能否简化。

S= C=（3）根据6-3，在实验板上选定两个14P 插座，插好两片CC4011，并接好连线，A 、B 两输入接至逻辑开关的输出插口。

S 、C 分别接至逻辑电平显示输入插口。

按表6-2的要求进行逻辑状态的测试，并将结果填入表中，同时与上面真值表进行比较，看两者是否一致。

表6-22、分析、测试用异或门CC4030和与非门CC4011组成的半加器逻辑电路根据半加器的逻辑表达式可知，半加的和S 是A 、B 的异或，而进位C 是A 、B 的相与，故半加S i = C i =(2) 列出真值表，填入表6-3中 表（3）根据真值表画出逻辑函数S i 、C i 的卡诺图 BCSi=B iC i-1Ci=（4）按图6-5要求，选择与非门并接线，进行测试，将测试结果填入表6-4中，并与上面真值表6-3进行比较，看逻辑功能是否一致。