东南大学门电路和组合逻辑电路实验报告材料实用模板.

实验一门电路一、实验目的1.验证常用TTL集成门电路逻辑功能。

2.掌握各种门电路的逻辑符号。

3.掌握Quartus软件的使用。

4.了解集成电路的外引线排列及其使用方法。

二、实验原理和电路集成逻辑门电路是最简单、最基本的数字集成元件。

任何复杂的组合电路和时序电路都可用逻辑门通过适当的组合连接而成。

目前已有门类齐全的集成门电路，例如“与门”、“或门”、“非门”、“与非门”、“或非门”等。

掌握逻辑门的工作原理，熟练、灵活地使用逻辑门是数字技术工作者所必备的基本功之一。

TTL门电路TTL集成电路由于工作速度高、输出幅度较大、种类多、不易损坏而使用较广。

在后面的实验中采用74系列TTL集成电路。

它的工作电压为5V±0.5V，逻辑高电平1时≥2.4V，低电平0时≤0.4V。

三、实验内容和步骤TTL门电路逻辑功能验证1、首先建立工程（以后每个实验都要分别建立）。

按图1在Quartus软件中调入相应的标准门电路，并把输入端，输出端分别设置好。

2、新建波形文件，按状态表1中“与”一栏输入A、B（0、1）信号，观察输出结果（发光二极管亮为1，灭为0）填入表1中。

3、按同样的方法，验证“或门”7432，“与非门”7437，“反相器”7404的逻辑功能，并把结果填入表1中。

4、Quartus仿真结果（功能防真和时序防真）(a) 与门Q=A•B 功能仿真时序仿真(a) 与门Q=A•B(b) 或门Q=A﹢B 功能仿真时序仿真(b) 或门Q=A﹢B(c) 与非门Q= A•B功能仿真时序仿真(c) 与非门Q= A•B(d) 反相器Q= A功能仿真时序仿真(d) 反相器Q= A 表1 逻辑功能表实验二译码器一、实验目的1、掌握译码器的工作原理和特点。

2、熟悉常用译码器的逻辑功能和应用。

二、实验原理和电路所谓“译码”就是把代码的特定含义“翻译”出来的过程，而实现译码操作的电路称为译码器。

三、实验内容和步骤译码器实验译码器选用74138，其引脚排列见附录。

组合逻辑电路实验报告组合逻辑电路实验报告引言组合逻辑电路是数字电路中的一种重要类型，它由多个逻辑门组成，能够根据输入信号的不同组合产生相应的输出信号。

在本次实验中，我们将研究和实验不同类型的组合逻辑电路，并通过实验结果来验证其功能和性能。

实验一：与门电路与门电路是最简单的组合逻辑电路之一，它的输出信号只有在所有输入信号都为高电平时才会输出高电平。

我们首先搭建了一个与门电路，并通过输入信号的变化来观察输出信号的变化。

实验结果显示，在输入信号都为高电平时，与门电路的输出信号为高电平；而只要有一个或多个输入信号为低电平，输出信号则为低电平。

这验证了与门电路的逻辑功能。

实验二：或门电路或门电路是另一种常见的组合逻辑电路，它的输出信号只有在至少一个输入信号为高电平时才会输出高电平。

我们搭建了一个或门电路，并通过改变输入信号的组合来观察输出信号的变化。

实验结果表明，只要有一个或多个输入信号为高电平，或门电路的输出信号就会为高电平；只有当所有输入信号都为低电平时，输出信号才会为低电平。

这进一步验证了或门电路的逻辑功能。

实验三：非门电路非门电路是一种特殊的组合逻辑电路，它只有一个输入信号，输出信号与输入信号相反。

我们搭建了一个非门电路，并通过改变输入信号的电平来观察输出信号的变化。

实验结果显示，当输入信号为高电平时，非门电路的输出信号为低电平；当输入信号为低电平时，输出信号则为高电平。

这进一步验证了非门电路的逻辑功能。

实验四：多选器电路多选器电路是一种复杂的组合逻辑电路，它具有多个输入信号和一个选择信号，根据选择信号的不同，将其中一个输入信号输出。

我们搭建了一个4选1多选器电路，并通过改变选择信号的值来观察输出信号的变化。

实验结果表明，当选择信号为00时，输出信号与第一个输入信号相同；当选择信号为01时，输出信号与第二个输入信号相同；依此类推，当选择信号为11时，输出信号与第四个输入信号相同。

这验证了多选器电路的功能和性能。

第1篇一、实验目的1. 理解组合逻辑电路的基本概念和组成原理；2. 掌握组合逻辑电路的设计方法；3. 学会使用逻辑门电路实现组合逻辑电路；4. 培养动手能力和分析问题、解决问题的能力。

二、实验原理组合逻辑电路是一种在任意时刻，其输出仅与该时刻的输入有关的逻辑电路。

其基本组成单元是逻辑门，包括与门、或门、非门、异或门等。

通过这些逻辑门可以实现各种组合逻辑功能。

三、实验器材1. 74LS00芯片（四路2输入与非门）；2. 74LS20芯片（四路2输入或门）；3. 74LS86芯片（四路2输入异或门）；4. 74LS32芯片（四路2输入或非门）；5. 逻辑电平转换器；6. 电源；7. 连接线；8. 实验板。

四、实验步骤1. 设计组合逻辑电路根据实验要求，设计一个组合逻辑电路，例如：设计一个3位奇偶校验电路。

2. 画出逻辑电路图根据设计要求，画出组合逻辑电路的逻辑图，并标注各个逻辑门的输入输出端口。

3. 搭建实验电路根据逻辑电路图，搭建实验电路。

将各个逻辑门按照电路图连接，并确保连接正确。

4. 测试电路功能使用逻辑电平转换器产生不同的输入信号，观察输出信号是否符合预期。

五、实验数据及分析1. 设计的3位奇偶校验电路逻辑图如下：```+--------+ +--------+ +--------+| | | | | || A1 |---| A2 |---| A3 || | | | | |+--------+ +--------+ +--------+| | || | || | |+-------+-------+||v+--------+| || F || |+--------+```2. 实验电路搭建及测试根据逻辑电路图，搭建实验电路，并使用逻辑电平转换器产生不同的输入信号（A1、A2、A3），观察输出信号F是否符合预期。

（1）当A1=0，A2=0，A3=0时，F=0，符合预期；（2）当A1=0，A2=0，A3=1时，F=1，符合预期；（3）当A1=0，A2=1，A3=0时，F=1，符合预期；（4）当A1=0，A2=1，A3=1时，F=0，符合预期；（5）当A1=1，A2=0，A3=0时，F=1，符合预期；（6）当A1=1，A2=0，A3=1时，F=0，符合预期；（7）当A1=1，A2=1，A3=0时，F=0，符合预期；（8）当A1=1，A2=1，A3=1时，F=1，符合预期。

实验报告门电路功能测试及组合逻辑电路设计实验题目：门电路功能测试及组合逻辑电路设计实验目的：（1）掌握常用门电路的逻辑功能及测试方法；（2）掌握用小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法。

实验仪器及器材：数字电路实验箱一个；双踪示波器一台；稳压电源一台；数字万用表一个。

74LS00一片；74LS10一片；74LS20一片。

实验内容：实验一：对74LS00进行功能测试○1.静态测试A B F0 0 10 1 11 0 11 1 0（1）A、B都为低电平，输出结果为高电平（2）A为低电平，B为高电平或A为高电平，B为低电平时，输出结果为高电平（3）A、B均为高电平，输出结果为低电平实验结论：测试结果与74LS00逻辑功能功能表相同。

○2动态测试电路的逻辑表达式：F=ˉVK分析：当K为0时，示波器的A通道是V的波形，为方波信号，B通道是F的波形，为高电平（一条直线）；当开关闭合后，K=1，B通道应该是与V波形刚好相反的波形；小灯泡也是一闪一闪的状态。

实验的电路图实验现象：开关断开：示波器的显示：开关闭合后，小灯泡开始一闪一闪，示波器波形如下图：现象分析：实验所得现象与预先分析的实验结果一样。

比较输入与输出的波形，发现输出F的波形与V的波形刚好相反，但是F波形的最大值较V的最大值偏小，究其原因，这属于正常现象，因为输出会有损失。

实验结论：所得到的波形符合功能要求。

实验2实验目的：分析一个电路的逻辑功能实验器材：74LS00、74LS10各一片实验原理分析：F=AB*BC*AC，所以F的结果应为以下表格：A B C F0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1实验结论：实验结果与预期的一样，符合该电路的逻辑功能表达式实验三实验目的：设计一个控制楼梯电灯的开关控制器，逻辑功能为课本表2-1-5的真值表。

实验原理分析：根据电路所实现的真值表，可以得出输出Y的逻辑表达式：Y=AB*AB实验电路及现象：1.A=1，B=0；A=0，B=1，时灯泡发光；2.A=B=0或1时，灯泡不发光实验结论：该电路可以实现题目要求的功能，即课本表2-1-5的真值表。

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：数字逻辑电路实验第五次实验实验名称：时序逻辑电路设计院（系）：电气工程专业：电气工程及自动化姓名：学号：实验室: 104 实验时间：2013年12月13日评定成绩：审阅教师：一、实验目的1.掌握时序逻辑电路的一般设计过程；2.掌握时序逻辑电路的时延分析方法，了解时序电路对时钟信号相关参数的基本要求；3.掌握时序逻辑电路的基本调试方法；4.熟练使用示波器和逻辑分析仪观察波形图，并会使用逻辑分析仪做状态分析。

二、实验原理1.时序逻辑电路的特点（与组合电路的区别）：——具有记忆功能，任一时刻的输出信号不仅取决于当时的输出信号，而且还取决于电路原来的值，或者说还与以前的输入有关。

2.时序逻辑电路的基本单元——触发器（本实验中只用到D触发器）触发器实现状态机（流水灯中用到）3.时序电路中的时钟1)同步和异步（一般都是同步，但实现一些任意模的计数器时要异步控制时钟端）2)时钟产生电路（电容的充放电）：在内容3中的32768Hz的方波信号需要自己通过电路产生，就是用到此原理。

4.常用时序功能块1)计数器（74161）a)任意进制的同步计数器：异步清零；同步置零；同步置数；级联b)序列发生器——通过与组合逻辑电路配合实现（计数器不必考虑自启动）2)移位寄存器（74194）a)计数器（一定注意能否自启动）b)序列发生器（还是要注意分析能否自启动）三、实验内容1.广告流水灯a.实验要求用触发器、组合函数器件和门电路设计一个广告流水灯，该流水等由8个LED组成，工作时始终为1暗7亮，且这一个暗灯循环右移。

①写出设计过程，画出设计的逻辑电路图，按图搭接电路。

②将单脉冲加到系统时钟端，静态验证实验电路。

③将TTL连续脉冲信号加到系统时钟端，用示波器和逻辑分析仪观察并记录时钟脉冲CLK、触发器的输出端Q2、Q1、Q0和8个LED上的波形。

b．实验数据①设计电路。

1）问题分析流水灯的1暗7亮对应8个状态，故可采用3个触发器实现；而且题目要求输出8个信号控制8个灯的亮暗，故可以把3个触发器的输出加到3-8译码器的控制端，对应的8个译码器输出端信号控制8个灯的亮暗。

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：门电路和组合逻辑第 2 次实验院（系）：电气工程学院专业：姓名：学号：实验室：实验组别：同组人员：实验时间：评定成绩：审阅教师：一、实验目的（1）掌握TTL 和CMOS 器件的静态特性和动态特性测量方法及这些特性对数字系统设计的影响；（2）掌握通过数字器件手册查看器件静态和动态特性参数； （3）掌握不同结构的数字器件之间的互连； （4）掌握OC 门和三态门的特性和使用方法； （5）加深示波器测量技术的训练；（6）掌握小规模组合逻辑的工程设计方法；（7）了解竞争和冒险的产生原因，消除方法，掌握用示波器和逻辑分析捕捉毛刺的方法。

二、实验仪器三、实验原理实验原理见教材第2章。

预习思考题如下：1、下图中的两个电路在实际工程中经常用到，其中反相器为74LS04，电路中的电阻起到了保证输出电平的作用。

分析电路原理，并根据器件的直流特性计算电阻值的取值范围。

N 个N 个（a ）（b ）答：①电路(a)使用条件是驱动门电路固定输出为低电平当OL V V =时，如果有N 个负载门且20>N ，将使max max OL IL I NI >，而m a x OL I I >将使max OL OL V V >，所以需如图（a ）所示接下拉电阻R 。

()()Ω=-=-≤≤-≤=12584.05.030max max max maxmax max max2N OL IL OL OL OL IL OL mAN VI NI V R V R I NI V R I②电路(b)使用条件是驱动门电路固定输出为高电平当OH V V =时，如果有N 个负载门且20>N ，将使max max OH IH I NI >，而maxOH I I >将使min OH OH V V <，所以需如图（b ）所示接上拉电阻R 。

()()()Ω=--=--≤≥--≥-=k 5.114.002.07.2555530max max min minmax max min2N OH IH OH OH OH IH OH mAN VI NI V V R V R I NI V V R I V2、下图中的电阻起到了限制前一级输出电流的作用，根据器件的直流特性计算电阻值的取值范围。

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。

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:第次实验实验名称:院係:专业:姓名:学号:实验室：实验组别:同组人员:实验时间:年月曰评定成绩：审阅教师:、实验目的、实验原理三、预习思考题1、下图中的两个电路在实际工程中经常用到，其中反相器为74LS04,电路中的电阻起到了保证输出电平的作用。

分析电路原理，并根据器件的直流特性计算电阻值的取值范围。

(a (b答:①电路（a 使用条件是驱动门电路固定输出为低电平 ②电路（b 使用条件是驱动门电路固定输出为高电平2、下图中的电阻起到了限制前一级输出电流的作用，根据器件的直流特性计算 电阻值的取值范围。

答:3、图2.4.1用上拉电阻抬高输出电平中,R 的取值必须根据器件的静态直流特性来计R2h【 I,N 个算,试计算R 的取值范围。

图2.4.1用上拉电阻抬高输出电平4、图243(a 中0C 外接上拉电阻的值必须取的合适，试计算在这个电路中R 的取值范围。

(a 0C 门做驱动7404 74LS04Ih1 4007 74HC04• <…/: 1I5、下图中A 、B 、C 三个信号经过不同的传输路径传送到与门的输入端 ，其中计数器为 顺序循环计数,即从000顺序计到111, C 为高位,A 为低位。

A 、B 、C 的传输延分别为9.5nS 、7.1 nS 和2nS 。

试分析这个电路在哪些情况下会出现竞 争-冒险，产生的毛刺宽度分别是多 少。

四、实验内容 必做实验:A 2.5节实验:门电路静态特性的测试内容7.用OC 门实现三路信号分时传送的总线结构框图如图 2.5.4所示,功能如表2.5.2所示。

（注意OC 门必须外接负载电阻和电源,E C 取5V图2.5.4三路分时总线原理框图 ①查询相关器件的数据手册，计算OC 门外接 负载电阻的取值范围，选择适中的电阻值，连接电路。

AzAtAo待设计电路特设计电賂答:详细计算步骤:电路图:②静态验证:控制输入和数据输入端加高低电平，用电压表测量输出高低电平的电压值，注意测量A 2A 1A 0=000时的输出值。

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二次实验实验名称：门电路与组合逻辑院（系）：专业：姓名：学号：实验室：实验组别：同组人员：实验时间：评定成绩：审阅教师：一、实验目的（1）掌握TTL 和CMOS 器件的静态特性和动态特性测量方法及这些特性对数字系统设计的影响；（2）掌握通过数字器件手册查看器件静态和动态特性参数； （3）掌握不同结构的数字器件之间的互连； （4）掌握OC 门和三态门的特性和使用方法； （5）加深示波器测量技术的训练；（6）掌握小规模组合逻辑的工程设计方法；（7）了解竞争和冒险的产生原因，消除方法，掌握用示波器和逻辑分析捕捉毛刺的方法。

二、实验仪器三、实验原理实验原理见教材第2章。

预习思考题如下：1、下图中的两个电路在实际工程中经常用到，其中反相器为74LS04，电路中的电阻起到了保证输出电平的作用。

分析电路原理，并根据器件的直流特性计算电阻值的取值范围。

N 个N 个（a ）（b ）答：①电路(a)使用条件是驱动门电路固定输出为低电平当OL V V =时，如果有N 个负载门且20>N ，将使max max OL IL I NI >，而m a x OL I I >将使max OL OL V V >，所以需如图（a ）所示接下拉电阻R 。

()()Ω=-=-≤≤-≤=12584.05.030max max max maxmax max max2N OL IL OL OL OL IL OL mAN VI NI V R V R I NI V R I②电路(b)使用条件是驱动门电路固定输出为高电平当OH V V =时，如果有N 个负载门且20>N ，将使max max O H IH I NI >，而m ax OH I I >将使min O H O H V V <，所以需如图（b ）所示接上拉电阻R 。

()()()Ω=--=--≤≥--≥-=k 5.114.002.07.2555530max max min minmax max min2N OH IH OH OH OH IH OH mAN VI NI V V R V R I NI V V R I V2、下图中的电阻起到了限制前一级输出电流的作用，根据器件的直流特性计算电阻值的取值范围。

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。