实验一组合逻辑电路设计(含门电路功能测试)

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。

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。

实验1门电路功能测试及组合逻辑电路设计实验1门电路功能测试及组合逻辑电路设计1 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。

2实验仪器设备与主要器件数字电路实验箱⼀个；电压源⼀台；双踪⽰波器⼀台；74LS00（四2输⼊与⾮门）⼀⽚;74LS10（三3输⼊与⾮门）⼀⽚；74LS04（六反相器）⼀⽚。

3实验原理（1）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，观察输出电平是否符合表1的与⾮门真值表。

测试电路如图1所⽰。

实验输⼊端ＡＢ输⼊的⾼低电平由数字电路实验箱中逻辑电平产⽣电路。

输出Ｆ可直接插⾄逻辑电平指⽰电路的某⼀路进⾏显⽰。

图1表１７４LS00与⾮门真值表（2）动态逻辑功能测试动态逻辑功能测试输⼊信号波形和电路图如图2及图3所⽰。

0Vit 图2U1A74LS00D (A)V(B)K=1或0图3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1kHz的脉冲信号Vi，如图2所⽰，另⼀端加上开关信号，观察Ｆ输出波形是否符合功能要求。

４实验内容（１）对７４ＬＳ００进⾏功能测试，按图１实现静态测试，测试结果与表１对照，说明测试的门电路功能是否正确；按图２实现动态功能测试，画出输⼊输出的同步波形图，并说明实验所得的波形是否符合功能要求。

实验1仿真图仿真结果图实验结果；静态测试与表1相符，即74ＬＳ00的四个与⾮门功能均正确。

动态测试结果如下图，波形符合与⾮门功能要求。

（２）分析图４所⽰电路的逻辑功能，将测试结果填⼊表２的Ｆ列中，并写出逻辑表达式。

74LS00N图4实验结果：测试结果如表２所⽰。

逻辑表达式：Ｆ＝ＡＢ＋ＢＣ＋ＡＣ表2 测试结果表（３）设计⼀个控制楼梯电灯的开关控制器。

实验(shíyàn)一逻辑(luó jí)门电路与组合(zǔhé)逻辑电路功能测试一、实验(shíyàn)目的1．熟悉电子(diànzǐ)实验箱的功能及使用方法。

2．学习集成电路型号及引脚排列识别，使用电子实验箱完成逻辑门电路逻辑功能测试。

3．复习利用摩根定律实现五种逻辑函数表达式的转换。

4．学习如何写简单逻辑电路图的逻辑关系表达式及最简式。

二、实验用元器件1．四2输入“与非”门7400×22．二4输入“与非”门7420×13．四“异或”门7486×1实验中使用7400四2输入“与非”门和7420二4输入“与非”门。

引脚图如图1—1和图1—2，7400内部有四个独立的2输入“与非”门，7420内有二个4输入“与非”门。

图1—1 7400集成电路图1—2 7420集成电路实验中提供(tígōng)的集成电路(diànlù)有74LS系列(xìliè)的低功耗肖特基TTL电路和74HC系列的高速CMOS电路。

它们在逻辑上兼容，但具体物理(wùlǐ)参数不同。

CMOS电路(diànlù)输出高电平≈Vcc，输出低电平≈0V（规定输入高电平电压≥0.7Vcc，输入低电平电压≤0.3 Vcc），在我们的实验中Vcc＝＋5V。

TTL电路的输出高电平为2.4～3.6V，输入开门电平1.4～1.8V。

输出低电平为0～0.5V，输入关门电平0.8～1V。

在实验中采用同一电源，经实际测定可以直接联接，但有些条件下须要通过接口转接，用74LS门电路驱动74HC门电路时，输出高电平电压应大于3.5V。

而74HC门电路驱动74LS门电路时要加下拉电阻，扇出系数应小于10。

三、实验前准备工作及注意事项1.检查实验用具是否齐全：电源一个、电子实验箱一个、万用表一个（表笔两只）、实验线若干。

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。

数字逻辑电路实验报告指导老师:班级:学号:姓名：时间：第一次试验一、实验名称：组合逻辑电路设计1二、试验目的：掌握组合逻辑电路的功能测试。

1、验证半加器和全加器的逻辑功能。

2、、学会二进制数的运算规律。

3、试验所用的器件和组件：三、74LS00 3片，型号二输入四“与非”门组件74LS20 1片，型号四输入二“与非”门组件74LS86 1片，型号二输入四“异或”门组件实验设计方案及逻辑图：四、/全减法器，如图所示：1、设计一位全加时做减法运时做加法运算，当M=1M决定的，当M=0 电路做加法还是做减法是由SCin分别为加数、被加数和低位来的进位，、B和算。

当作为全加法器时输入信号A分别为被减数，减数Cin、B和为和数，Co为向上的进位；当作为全减法时输入信号A 为向上位的借位。

S为差，Co和低位来的借位，1）输入/（输出观察表如下：（2）求逻辑函数的最简表达式函数S的卡诺图如下：函数Co的卡诺如下：化简后函数S的最简表达式为：Co的最简表达式为：2（3）逻辑电路图如下所示：、舍入与检测电路的设计：2F1码，用所给定的集成电路组件设计一个多输出逻辑电路，该电路的输入为8421为奇偶检测输出信号。

当电路检测到输入的代码大于或F2为“四舍五入”输出信号，的个数为奇数时，电路。

当输入代码中含1F1=1;等于5是，电路的输出其他情况F1=0 F2=0。

该电路的框图如图所示：的输出F2=1，其他情况输出观察表如下：（输入/0 1 0 0 1 01 0 1 0 0 11 1 1 0 0 01 0 1 1 1 11 0 0 1 0 11 0 1 0 0 11 0 0 1 1 01 1 1 0 1 11 0 1 1 0 011111求逻辑函数的最简表达式（2）的卡诺如下：函数F1 F2函数的卡诺图如下：的最简表达式为：化简后函数F2 的最简表达式为：F1）逻辑电路图如下所示；（3课后思考题五、化简包含无关条件的逻辑函数时应注意什么？1、答：当采用最小项之和表达式描述一个包含无关条件的逻辑问题时，函数表达式中，并不影响函数的实际逻辑功能。

组合逻辑电路的设计和逻辑功能验证一、实验目的1．控制组合逻辑电路的设计主意。

2．学会使用集成电路的逻辑功能表。

二、实验仪器及材料1．数字电路实验箱、双踪示波器、数字万用表。

2．元器件：双输入与门CD4081 1片四异或门CD4070 2片四位数值比较器CD4063 1片三、注重事项及说明1．CMOS门电路的电源电压为+3V—+15V，有些可达18V，实验前应先验证或调节准确，才可给门电路通电，本实验可选+5V供电。

2．门电路的输出端不可直接并联，也不可直接联连电源+5V和电源地，否则将造成门电路永远性损坏。

3．CMOS集成电路的多余输入端不可悬空。

4．实验时应仔细检查，仅当各条联线所有准确无误时，方可通电。

四、实验内容、原理及步骤（1）设计一个一位比较器（大、同、小）的组合电路并验证其逻辑功能。

（2）验证四位数值比较器的逻辑功能。

（3）设计一个八位二进制奇偶检测器的组合电路并验证其逻辑功能。

（4）设计一个两位二进制数比较器（大、同、小）的组合电路（选做）。

CD4081为四双输入与门；CD4070为四异或门，CD4063为四位数值比较器，它们均为CMOS集成电路。

图4-1为上述三种集成电路的引脚功能描述。

第1 页/共5 页图 6-11．一位（大、同、小）比较器的设计及其逻辑功能的验证 ① 按照命题要求列真值表设A 、B 为两个二进制数的某一位，即比较器的输入，M 、 G 、L 为比较器的输出，分离表示两个二进制数比较后的大、同、小结果，其逻辑功能真值表见表4.1。

② 写表达式按照表4.1的真值表，并为了减少门电路的种类，我们做如下的运算： 同 B A B A B A AB B A G ⊕=+=+= 大 )()(B A A B A B A A B A M ⊕=+== 小 )()(B A B B A B A B B A L ⊕=+== X X =⊕1 ③ 画逻辑图按照上述表达式，读者可用两个异或门和两个与门实现上述的大、同、小比较器，并将逻辑图画在表4.1右边的空白处。

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。