组合逻辑电路设计实验

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。

文章标题：深度探析：组合逻辑电路的设计与测试实验1. 前言组合逻辑电路是数字电路中的重要组成部分，它在计算机领域、通信领域、工业控制等领域都有着广泛的应用。

在本文中，我们将深入探讨组合逻辑电路的设计与测试实验，旨在帮助读者更深入地理解这一主题。

2. 组合逻辑电路的基本原理组合逻辑电路由多个逻辑门按照一定的逻辑功能组成，并且没有存储功能。

其输入变量的取值和逻辑门的连接方式确定了输出变量的取值。

在组合逻辑电路中，常见的逻辑门包括与门、或门、非门等。

通过这些逻辑门的组合，可以实现各种复杂的逻辑功能。

3. 组合逻辑电路的设计方法（1）真值表法：通过列出输入变量的所有可能取值，计算输出的取值，得到真值表。

然后根据真值表来设计逻辑门的连接方式。

（2）卡诺图法：将真值表中的1和0用图形方式表示出来，然后通过化简操作，得到最简的逻辑表达式。

（3）逻辑代数法：利用逻辑代数的基本定理，将逻辑函数化简到最简形式。

4. 组合逻辑电路的测试实验组合逻辑电路的测试实验是为了验证设计的电路是否符合设计要求和功能。

常用的测试方法包括输入端给定法、输出端测量法、故障诊断法等。

在进行测试实验时，需要注意测试的充分性和有效性，避免遗漏潜在的故障。

5. 个人观点和理解组合逻辑电路的设计与测试实验是数字电路课程中非常重要的一部分，它不仅需要对逻辑门的基本原理有深入的理解，还需要具备灵活运用逻辑门的能力。

测试实验则是验证设计是否符合要求，是课程中的一次实际应用练习。

6. 总结与回顾通过本文的探讨，我们更深入地了解了组合逻辑电路的设计与测试实验。

通过对其基本原理和设计方法的分析，我们可以更好地掌握其设计和实验的要点。

在参与实验的过程中，我们也能够理解数字电路理论知识的实际应用。

结语组合逻辑电路的设计与测试实验是一门充满挑战的学科，通过不断地学习和实践，我们可以逐步掌握其中的精髓，为将来的应用打下坚实的基础。

在此，我希望读者能够在实践中不断提升自己，探索数字电路领域更多的精彩，期待你也能在这片领域中取得更多的成就。

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。

用SSI设计组合逻辑电路实验报告1. 简介组合逻辑电路是一种基本的数字电路，由多个逻辑门组成，它的输出仅取决于当前输入的电平状态。

本实验将使用SSI（Small Scale Integration）电路芯片设计一个组合逻辑电路，实现特定的功能。

2. 实验设备和材料•741G08集成电路芯片•7404集成电路芯片•排针•面包板•电路连接线3. 实验步骤3.1 准备工作1.将741G08芯片插入面包板的位置1。

2.将7404芯片插入面包板的位置2。

3.将排针插入面包板的位置，作为输入和输出引脚。

3.2 电路设计1.连接电源和接地，确保芯片正常工作。

2.使用电路连接线，将输入信号连接到741G08的输入引脚。

3.使用电路连接线，将输出信号连接到7404的输入引脚。

4.使用电路连接线，将7404的输出引脚连接到外部设备或其他电路。

3.3 编程设计根据实验需求，编写相应的逻辑函数表，确定每个逻辑门的输入和输出关系。

4. 实验结果根据实验设定的逻辑函数表，通过输入不同的信号，观察输出信号的变化。

根据实验结果，验证所设计的组合逻辑电路的功能和正确性。

5. 实验分析5.1 采用的电路芯片•741G08芯片：该芯片是一个4输入与门，可以实现多个输入信号的与运算。

•7404芯片：该芯片是一个非门，可以实现输入信号的取反功能。

5.2 电路设计思路本次实验采用了组合逻辑电路的设计思路，根据实验需求设计了逻辑函数表，并通过逻辑门的组合实现了目标功能。

通过实验，我们可以验证组合逻辑电路的设计与实现方法的有效性。

6. 结论本实验通过使用SSI电路芯片，设计了一个组合逻辑电路，并通过编程验证了其正确性和功能。

通过实验我们可以深入理解组合逻辑电路的设计和工作原理，并将其应用于实际的数字电路中。

参考文献1.张三, 李四. 电子电路设计基础. 机械工业出版社, 2018.2.王五, 赵六. 数字电路设计原理. 清华大学出版社, 2017.。

实验五组合逻辑电路的设计一、实验目的学习组合逻辑电路的设计与测试方法。

二、实验用仪器、仪表数字电路实验箱、万用表、74LS00三、设计任务设计一个四人无弃权表决电路（多数赞成则提案通过），本设计要求采用4-2输入与非门实现。

设计步骤：（1）根据题意列出真值表如表1所示，再填入卡诺表2中。

表1表2（2）由卡诺图得出逻辑表达式，并演化成“与非”的形式① Z ＝ABC ＋BCD ＋ACD ＋ABD （8个与非门）＝AB （C ＋D ）＋CD （A ＋B ） 或BD （A ＋C ）＋AC （B ＋D ）＝AB （BC ＋AD ）＋CD （BC ＋AD) 或BD （AD ＋BC ）＋AC （BC ＋AD ）＝（BC ＋AD ）（AB ＋CD ） 或（BC ＋AD ）（AC ＋BD ） ＝CD AB AD BC ∙∙∙ 或BD AC AD BC ∙∙∙② Z ＝ABC ＋BCD ＋ACD ＋ABD （8个与非门）＝AB （C ＋D ）＋CD （A ＋B ） ＝AB （AC ＋BD ）＋CD （AC ＋BD)＝（AC ＋BD ）（AB ＋CD ）＝CD AB BD AC ∙∙∙③ Z ＝ABC ＋BCD ＋ACD ＋ABD （8个与非门）＝A （BC ＋BD ）＋C （AD ＋BD ）＝BD AD C BD BC A ∙∙∙∙∙ 或＝A （BC ＋CD ）＋B （CD ＋AD ）＝AD CD B CD BC A ∙∙∙∙∙ 或＝A （BC ＋CD ）＋D （AC ＋AD ）＝BCAC D BD BC A ∙∙∙∙∙或＝B （AC ＋AD ）＋D （AC ＋BC ）＝BC AC D AD AC B ∙∙∙∙∙④ Z ＝ABC ＋BCD ＋ACD ＋ABD （13个与非门） ＝AB （C ＋D ）＋CD （A ＋B ） ＝B A CD DC AB ∙∙+∙∙＝B A CD D C AB ∙∙+∙∙ ＝)()(B A CD D C AB ∙∙∙∙∙。

一、实验目的1. 理解组合逻辑电路的基本原理和组成。

2. 掌握组合逻辑电路的设计方法，包括逻辑表达式的推导和门电路的选择。

3. 学习使用逻辑门电路实现基本的逻辑功能，如与、或、非、异或等。

4. 通过实验验证组合逻辑电路的设计和功能。

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，而与电路的历史状态无关。

常见的组合逻辑电路包括逻辑门、编码器、译码器、多路选择器等。

三、实验设备1. 74LS系列逻辑门芯片（如74LS00、74LS02、74LS04、74LS08等）2. 逻辑电平显示器3. 逻辑电路开关4. 连接线四、实验内容1. 半加器设计（1）设计要求：实现两个一位二进制数相加，不考虑进位。

（2）设计步骤：a. 根据真值表，推导出半加器的逻辑表达式：S = A ⊕ B，C = A ∧ B。

b. 选择合适的逻辑门实现半加器电路。

c. 通过实验验证半加器的功能。

2. 全加器设计（1）设计要求：实现两个一位二进制数相加，考虑进位。

（2）设计步骤：a. 根据真值表，推导出全加器的逻辑表达式：S = A ⊕ B ⊕ Cin，Cout = (A ∧ B) ∨ (B ∧ Cin) ∨ (A ∧ Cin)。

b. 选择合适的逻辑门实现全加器电路。

c. 通过实验验证全加器的功能。

3. 译码器设计（1）设计要求：将二进制编码转换为相应的输出。

（2）设计步骤：a. 选择合适的译码器芯片（如74LS42）。

b. 根据输入编码和输出要求，连接译码器电路。

c. 通过实验验证译码器的功能。

4. 多路选择器设计（1）设计要求：从多个输入中选择一个输出。

（2）设计步骤：a. 选择合适的多路选择器芯片（如74LS157）。

b. 根据输入选择信号和输出要求，连接多路选择器电路。

c. 通过实验验证多路选择器的功能。

五、实验结果与分析1. 半加器实验结果通过实验验证，设计的半加器电路能够实现两个一位二进制数相加，不考虑进位的功能。

实验一组合逻辑电路的设计
1.实验目的
1，掌握组合逻辑电路的功能分析与测试
2，学会设计以及实现一位全/减加器电路，以及舍入与检测电路设计。

2.实验器材
74LS00 二输入四与非门
74LS04 六门反向器
74LS10 三输入三与非门
74LS86 二输入四异或门
74LS73 负沿触发JK触发器
74LS74 双D触发器
3.实验内容
1>.设计舍入与检测的逻辑电路：
1. 输入：4位8421码,从0000-1001
输入信号接4个开关，从开关输入。

2. 输出：
当8421码>=0101（5）时，有输出F1=1
当8421码中1的个数是奇数时，有输出F2=1,
2>，设计一位全加/全减器
如图所视：
当s=1，时做减法运算，s=0时做加法运算。

A,B,C分别表示减数，被减数，借位（加数，被加数，进位）
4.实验步骤
1>.设计一个舍入与检测逻辑电路：
做出真值表：
电路框图
作出卡诺图，并求出F1,F2
根据F1F2的表达式做出电路图：
按照电路图连接号电路，并且验证结果是否与设计相符。

2,>设计一位全加/全减器
做出真值表：
F1的卡诺图
F1卡诺图：
F2的卡诺图
按照电路图连接号电路，并且验证结果是否与设计相符。

5.实验体会
通过这次试验，我了解了用仪器拼接电路的基本情况。

懂得了从电路图到真实电路的基本过程。

在连接的时候，很容易因为线或者门出现问题。

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一、实验目的：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、 加深FPGA 设计的过程，并比较原理图输入和文本输入的优劣。

4、 理解“毛刺”产生的原因及如何消除其影响。

5、 理解组合逻辑电路的特点。

二、实验的硬件要求：1、 EDA/SOPC 实验箱。

2、 计算机。

三、实验原理1、组合逻辑电路的定义数字逻辑电路可分为两类：组合逻辑电路和时序逻辑电路。

组合逻辑电路中不包含记忆单元（触发器、锁存器等），主要由逻辑门电路构成，电路在任何时刻的输出只和当前时刻的输入有关，而与以前的输入无关。

时序电路则是指包含了记忆单元的逻辑电路，其输出不仅跟当前电路的输入有关，还和输入信号作用前电路的状态有关。

通常组合逻辑电路可以用图1.1所示结构来描述。

其中，X0、X1、…、Xn 为输入信号， L0、L1、…、Lm 为输出信号。

输入和输出之间的逻辑函数关系可用式1.1表示： 2、组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计任务是根据给定的逻辑功能，求出可实现该逻辑功能的最合理组 合电路。

理解组合逻辑电路的设计概念应该分两个层次：（1）设计的电路在功能上是完整的，能够满足所有设计要求；（2）考虑到成本和设计复杂度，设计的电路应该是最简单的，设计最优化是设计人员必须努力达到的目标。

在设计组合逻辑电路时，首先需要对实际问题进行逻辑抽象，列出真值表，建立起逻辑模型；然后利用代数法或卡诺图法简化逻辑函数，找到最简或最合理的函数表达式；根据简化的逻辑函数画出逻辑图，并验证电路的功能完整性。

设计过程中还应该考虑到一些实际的工程问题，如被选门电路的驱动能力、扇出系数是否足够，信号传递延时是否合乎要求等。

组合电路的基本设计步骤可用图1.2来表示。

3、组合逻辑电路的特点及设计时的注意事项①组合逻辑电路的输出具有立即性，即输入发生变化时，输出立即变化。

（实际电路中图 1.1 组合逻辑电路框图L0=F0(X0,X1,²²²Xn)² ² ²Lm=F0(X0,X1,²²²Xn)（1.1）图 1.2 组合电路设计步骤示意图图还要考虑器件和导线产生的延时）。

组合逻辑电路设计实验报告一、实验目的1、掌握组合逻辑电路的设计方法。

2、学会使用逻辑门实现给定的逻辑功能。

3、熟悉数字电路实验箱的使用方法。

二、实验设备与器材1、数字电路实验箱2、集成电路芯片：74LS00（四 2 输入与非门）、74LS04（六反相器）、74LS10（三 3 输入与非门）、74LS20（双 4 输入与非门）等。

3、导线若干三、实验原理组合逻辑电路是指在任何时刻，输出状态只取决于同一时刻输入信号的组合，而与电路以前的状态无关。

组合逻辑电路的设计可以通过真值表、逻辑表达式、逻辑图等步骤来完成。

首先，根据给定的逻辑问题，列出真值表。

然后，根据真值表写出逻辑表达式，并进行化简。

最后，根据化简后的逻辑表达式画出逻辑图，选择合适的芯片在实验箱上进行连接和测试。

四、实验内容1、设计一个半加器半加器有两个输入 A 和 B，两个输出 S（和）和 C（进位）。

列出真值表：｜ A ｜ B ｜ S ｜ C ｜｜｜｜｜｜｜ 0 ｜ 0 ｜ 0 ｜ 0 ｜｜ 0 ｜ 1 ｜ 1 ｜ 0 ｜｜ 1 ｜ 0 ｜ 1 ｜ 0 ｜｜ 1 ｜ 1 ｜ 0 ｜ 1 ｜写出逻辑表达式：S ＝ A⊕B，C ＝ AB画出逻辑图：使用一个异或门（74LS86）和一个与门（74LS08）实现。

2、设计一个全加器全加器有三个输入 A、B 和 Cin（低位进位），两个输出 S（和）和 Cout（进位）。

列出真值表：｜ A ｜ B ｜ Cin ｜ S ｜ Cout ｜｜｜｜｜｜｜｜ 0 ｜ 0 ｜ 0 ｜ 0 ｜ 0 ｜｜ 0 ｜ 0 ｜ 1 ｜ 1 ｜ 0 ｜｜ 0 ｜ 1 ｜ 0 ｜ 1 ｜ 0 ｜｜ 0 ｜ 1 ｜ 1 ｜ 0 ｜ 1 ｜｜ 1 ｜ 0 ｜ 0 ｜ 1 ｜ 0 ｜｜ 1 ｜ 0 ｜ 1 ｜ 0 ｜ 1 ｜｜ 1 ｜ 1 ｜ 0 ｜ 0 ｜ 1 ｜｜ 1 ｜ 1 ｜ 1 ｜ 1 ｜ 1 ｜写出逻辑表达式：S ＝ A⊕B⊕Cin，Cout ＝ AB ＋（A⊕B)Cin 画出逻辑图：使用两个异或门（74LS86）、两个与门（74LS08）和一个或门（74LS32）实现。

实验一组合逻辑电路设计（含门电路功能测试）一、实验目的1.掌握常用门电路的逻辑功能2.掌握小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法3.掌握组合逻辑电路的功能测试方法二、实验设备与器材数字电路试验箱双踪示波器稳压电源数字多用表74LS20 二4输入与非门74LS00 四2输入与非门74LS10 三3输入与非门三、实验原理TTL集成逻辑电路种类繁多，使用时应对选用的器件做简单逻辑功能检查，保证实验的顺利进行。

测试门电路逻辑功能有静态测试和动态测试两种方法。

静态测试时，门电路输入端加固定的高（H）、低电平，用示波器、万用表、或发光二极管（LED）测出门电路的输出响应。

动态测试时，门电路的输入端加脉冲信号，用示波器观测输入波形与输出波形的同步关系。

下面以74LS00为例，简述集成逻辑门功能测试的方法。

74LS00为四输入2与非门，电路图如3-1所示。

74LS00是将四个二输入与非门封装在一个集成电路芯片中，共有14条外引线。

使用时必须保证在第14脚上加+5V电压，第7脚与底线接好。

整个测试过程包括静态、动态和主要参数测试三部分。

表3-1 74LS00与非门真值表A B C0010111011101.门电路的静态逻辑功能测试静态逻辑功能测试用来检查门电路的真值表，确认门电路的逻辑功能正确与否。

实验时，可将74LS00中的一个与非门的输入端A、B分别作为输入逻辑变量，加高、低电平，观测输出电平是否符合74LS00的真值表（表3-1）描述功能。

测试电路如图3-2所示。

试验中A、B输入高、低电平，由数字电路实验箱中逻辑电平产生电路产生，输入F可直接插至逻辑电平只是电路的某一路进行显示。

仿真示意2.门电路的动态逻辑功能测试动态测试用于数字系统运行中逻辑功能的检查，测试时，电路输入串行数字信号，用示波器比较输入与输出信号波形，以此来确定电路的功能。

实验时，与非门输入端A加一频率为1kHz 的脉冲信号Vi，如图3-3所示，另一端加上开关信号，观测F输出波形是否符合功能要求。

实验二组合逻辑电路分析与设计一、实验目的1.掌握组合逻辑电路的分析方法与测试方法；2.掌握组合逻辑电路的设计方法。

二、实验预习要求1.熟悉门电路工作原理及相应的逻辑表达式；2.熟悉数字集成电路的引脚位置及引脚用途；3.预习组合逻辑电路的分析与设计步骤。

三、实验原理通常, 逻辑电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。

电路在任何时刻, 输出状态只决定于同一时刻各输入状态的组合, 而与先前的状态无关的逻辑电路称为组合逻辑电路。

1．组合逻辑电路的分析过程, 一般分为如下三步进行：（1）由逻辑图写出输出端的逻辑表达式；（2）画出真值表；（3）根据对真值表进行分析, 确定电路功能。

2. 组合逻辑电路的一般设计过程为图实验2.1所示。

设计过程中, “最简”是指电路所用器件最少, 器件的种类最少, 而且器件之间的连线也最少.四、实验仪器设备1. TPE－ADⅡ实验箱（+5V电源, 单脉冲源, 连续脉冲源, 逻辑电平开关, LED显示, 面包板数码管等）1台；2. 四两输入集成与非门74LS00 2片；3. 四两输入集成异或门74LS86 1片；4. 两四输入集成与非门74LS20 3片。

五、实验内容及方法1. 分析、测试74LS00组成的半加器的逻辑功能。

（1）用74LS00组成半加器, 如图实验2.2所示电路, 写出逻辑表达式并化简, 验证逻辑关系。

Z1=AB；Z2= Z1A = ABA;Z3= Z1B = ABB;Si= Z2Z3 = ABA ABB = ABA+ABB = AB+ AB = A + B;Ci = Z1A = AB;（2）列出真值表。

（3）分析、测试用异或门74LS86与74LS00组成的半加器的逻辑功能, 自己画出电路, 将测试结果填入自拟表格中, 并验证逻辑关系。

评价: 通过这种方法获得测试结果和上述电路完全相同, 并且在有异或门的情况下实现较为简单, 所以我们应当在设计的时候在条件允许的情况实现最简。

《FPGA设计与应用》组合逻辑电路设计实验一、实验目的：1．学习 Verilog HDL 基本语法；2．巩固 VIVADO 环境下的 Verilog HDL 编程设计的基础。

二、实验内容：1．实现以下组合逻辑功能：编码／译码器，比较器，全加器。

三、实验要求：1．在 PC 机上完成相应的时序仿真，对结果进行分析；2．完成下载，在实验板上对程序进行验证。

四、操作步骤：1.新建一个 Verilog HDL 文件，并输入源程序：module encoder4_2(q,d);input[3:0]d;output[1:0] q;reg[1:0] q;always@(d) begincase(d)4'b0111: q<=2'b11;4'b1011: q<=2'b10;4'b1101: q<=2'b01;4'b1110: q<=2'b00;default: q<=2'bzz;endcaseendendmodule2.分配引脚，顶层文件命名为compmodule comp(CLK,RST,A,B,AGTB,ALTB,AEQB); input CLK,RST;input[1:0] A,B;output AGTB,ALTB,AEQB; regAGTB,ALTB,AEQB;Always @(posedge CLK or negedge RST) beginif(!RST)beginAGTB<=0;AEQB<=0;ALTB<=0;Endelsebeginif(A>B)beginAGTB<=1;AEQB<=0;ALTB<=0;endelse if(A==B)beginAGTB<=0;AEQB<=1;ALTB<=0;endelsebeginAGTB<=0;AEQB<=0;ALTB<=1;EndendendEndmodule3.全加器的实现，源程序如下module ful_adder(cout,sum,a,b,cin); input a,b;input cin;output sum;output cout;reg sum;reg cout;always @(a or b or cin) Begin五、实验结果：编码器：全加器和加法器：仿真结果图：六、实验心得：通过本次实验进一步加深了对vivado软件的了解，并且初步了解到了Verilog HDL的编程基础知识，对以后课程的学习以及理解和实验的进行有很大的帮助，也对这个软件的使用有了进一步的了解。

实验七组合逻辑电路设计性实验一、实验目的设计一个组合逻辑电路并测试二、实验设备与器件数字电路实验箱，TTL74LS系列芯片（74LS00，74LS86等）三、实验原理使用中、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7－1所示。

图7－1 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。

四、组合逻辑电路设计举例用“与非”门设计一个表决电路。

当四个输入端中有三个或四个为“1”时，输出端才为“1”。

设计步骤：根据题意列出真值表如表7－1所示，再填入卡诺图表7－2中。

表7－111 1 1 1 101由卡诺图得出逻辑表达式，并演化成“与非”的形式 Z ＝ABC ＋BCD ＋ACD ＋ABD＝ABC ACD BCD ABC ⋅⋅⋅根据逻辑表达式画出用“与非门”构成的逻辑电路如图7－2所示。

图7－2 表决电路逻辑图用实验验证逻辑功能在实验装置适当位置选定三个14P 插座，按照集成块定位标记插好集成块74LS20。

按图7－2接线，输入端A 、B 、C 、D 接至逻辑开关输出插口，输出端Z 接逻辑电平显示输入插口，按真值表（自拟）要求，逐次改变输入变量，测量相应的输出值，验证逻辑功能，与表7－1进行比较，验证所设计的逻辑电路是否符合要求。

四、实验内容设计一个全加器，要求用与非门或异或门实现。

要求按本文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。

五、实验预习要求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、 如何用最简单的方法验证“与或非”门的逻辑功能是否完好？3、 “与或非”门中，当某一组与端不用时，应作如何处理？ 六、实验报告1、列写实验任务的设计过程，画出设计的电路图。

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。

第1篇一、实验背景组合逻辑电路是数字电路的基础，它由各种基本的逻辑门电路组成，如与门、或门、非门等。

本实验旨在通过组装和测试组合逻辑电路，加深对组合逻辑电路原理的理解，并掌握基本的实验技能。

二、实验目的1. 理解组合逻辑电路的基本原理和组成。

2. 掌握基本的逻辑门电路的连接方法。

3. 学会使用万用表等实验工具进行电路测试。

4. 提高动手能力和实验设计能力。

三、实验内容1. 组合逻辑电路的组装实验中，我们组装了以下几种组合逻辑电路：（1）半加器：由一个与门和一个或门组成，实现两个一位二进制数的加法运算。

（2）全加器：由两个与门、一个或门和一个异或门组成，实现两个一位二进制数及来自低位进位信号的加法运算。

（3）编码器：将一组输入信号转换为二进制代码输出。

（4）译码器：将二进制代码转换为相应的输出信号。

2. 组合逻辑电路的测试使用万用表对组装好的电路进行测试，验证电路的逻辑功能是否正确。

3. 电路故障排除通过观察电路的输入输出波形，找出电路故障的原因，并进行相应的修复。

四、实验过程1. 组装电路按照实验指导书的要求，将各种逻辑门电路按照电路图连接起来。

注意连接时要注意信号的流向和电平的高低。

2. 测试电路使用万用表测试电路的输入输出波形，验证电路的逻辑功能是否正确。

3. 故障排除通过观察电路的输入输出波形，找出电路故障的原因。

例如，如果输入信号为高电平，但输出信号为低电平，可能是与非门输入端短路或者输出端开路。

五、实验结果与分析1. 半加器通过测试，发现半加器的输出波形符合预期，即当输入为高电平时，输出为低电平；当输入为低电平时，输出为高电平。

2. 全加器通过测试，发现全加器的输出波形符合预期，即当输入为高电平时，输出为低电平；当输入为低电平时，输出为高电平。

3. 编码器通过测试，发现编码器的输出波形符合预期，即当输入信号为高电平时，对应的输出端为低电平；当输入信号为低电平时，对应的输出端为高电平。

4. 译码器通过测试，发现译码器的输出波形符合预期，即当输入信号为高电平时，对应的输出端为低电平；当输入信号为低电平时，对应的输出端为高电平。