实验五 组合逻辑电路设计剖析

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。

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。

组合逻辑电路的设计实验报告总结这次课程设计是一个关于组合逻辑电路的实验，通过本次实验，让我们初步了解了常用的一些元器件的作用，熟悉了基本电路的设计与连接。

同时在设计的过程中，也培养了我们发现问题，分析问题和解决问题的能力。

我们通过阅读指导书和相关资料来了解关于这方面的知识。

并且指导书上已经给我们介绍了许多电路中的元器件的功能，还给我们举了很多例子，让我们可以理解的更加清楚，并且对这些知识有了一定的掌握。

由于时间有限，所以没能够把整个实验做完，而只是做了其中的几部分。

在这些实验中，我设计的是低通滤波器和二极管的放大电路。

虽然说实验还未全部完成，但我已经从这些设计中看到了自己的不足。

以后还应该多加练习。

希望老师能给我这个机会，对我的不足之处进行指正。

这次实验的题目是关于组合逻辑电路的设计。

其中最重要的就是电路板的制作，我认为本实验的重点就是制作电路板。

虽然说第一次尝试，但是在制作过程中遇到了很多困难。

首先是焊接电路板的过程，因为第一次制作，根本就不知道应该注意什么。

而且不知道怎样去选择器件。

我想这可能是由于我们没有老师的指导。

其次就是在电路板上的印刷电路板，这是由于在电路板的制作过程中忽视了。

比如说焊接过程中会有大量的焊锡留在上面。

最后一点就是在上电路板时，忘记了给每个元器件的电阻标注上符号。

当时我就有点紧张，结果把第一个电阻给贴反了。

而且当时的焊锡还是热的。

虽然说焊接电路板这方面存在着很多问题，但在后面制作过程中也有不少收获。

这次实验的主要目的是： 1、学会画出组合逻辑电路图； 2、对基本电路的设计与连接； 3、能设计出简单的组合逻辑电路； 4、能查阅相关资料； 5、培养我们发现问题，分析问题和解决问题的能力；6、培养严谨的科学态度。

其次就是将两个组合电路连接起来，连接组合电路的时候，要保证电路运行的可靠性。

并且要遵守器件安装的规则。

同时我还明白了一个道理，那就是电路是死的，人是活的，只要你肯动脑筋，一定能设计出好的电路。

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。

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。

实验五组合逻辑电路的设计与测试一、实验目的掌握组合逻辑电路的设计与测试方法二、实验原理1、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5－1所示。

图5－1 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。

2、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5－1所示，再填入卡诺图表5－2中。

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⋅⋅ABC⋅BCDACD根据逻辑表达式画出用“与非门”构成的逻辑电路如图5－2所示。

图5－2 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CC4012。

按图5－2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5－1进行比较，验证所设计的逻辑电路是否符合要求。

三、实验设备与器件1、＋5V直流电源2、逻辑电平开关3、逻辑电平显示器4、直流数字电压表3、 CC4011×2（74LS00） CC4012×3（74LS20） CC4030（74LS86）CC4081（74LS08） 74LS54×2(CC4085) CC4001 (74LS02)四、实验内容1、设计用与非门及用异或门、与门组成的半加器电路。

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。

2、设计一个一位全加器，要求用异或门、与门、或门组成。

组合逻辑电路的设计与测试实验报告总结
一、组合逻辑电路的设计与测试实验报告总结
1.组合逻辑电路的设计
组合逻辑电路是一种由数字电路组成的电路，可以使用计算机自动设计出一种实现特定功能的组合逻辑电路。

在设计组合逻辑电路时，应该先对要设计出的电路的功能特点作出简要分析，根据系统功能的需要，确定设计电路的输入、输出及简要功能，然后选择一种合适的建模语言，画出要实现的电路框架，并根据设计的功能特点，确定电路的功能逻辑关系，绘制出电路原理图，然后进行简单的仿真和验证，最后将电路接线调试完毕，实现功能。

2.测试实验报告总结
在组合逻辑电路测试实验中，我们根据给定需求，使用TTL逻辑IC、电阻、电容等元器件设计出一种实现开关抖动过滤的组合逻辑电路，最终实现了其功能。

在实验中，我们发现，使用合适的逻辑IC
及元器件，结合灵活恰当的电路设计，可以实现特定功能的电路设计。

从实验的结果来看，我们设计的组合逻辑电路，实现了基本的开关抖动过滤功能，并通过实验的验证，证明了设计有效。

实验表明，组合逻辑电路的设计与测试是能够有效地实现特定功能的电路设计
的关键，是建立数字电路的基础。

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。

组合逻辑电路设计实验报告实验名称: 组合逻辑电路设计实验报告摘要:本实验旨在通过设计和实现不同的组合逻辑电路，加深对数字电路和逻辑门的理解，并通过实际操作提升实验者的动手能力和解决问题的能力。

实验中，我们掌握了组合逻辑电路的基本原理，并成功设计了多个功能不同的组合逻辑电路。

引言:组合逻辑电路是由多个逻辑门组成的电路，其输出只取决于当前的输入。

在数字电路中，组合逻辑电路是最基本的构建模块，常用于实现各种逻辑功能，如加法器、减法器、多路选择器等。

因此，掌握组合逻辑电路的设计和实现技巧对于数字电路的学习至关重要。

实验过程:1. 实验准备:在开始实验前，我们先了解了基本的逻辑门，如与门、或门、非门等，并根据实验要求准备所需的元件和工具。

2. 设计逻辑电路:根据实验要求，我们开始设计所需的组合逻辑电路。

首先，我们根据真值表确定逻辑功能，并使用布尔代数化简或卡诺图法简化逻辑表达式。

然后，我们根据简化后的逻辑表达式，逐步设计逻辑电路的电路图。

3. 仿真验证:在进行实际的电路搭建之前，我们使用仿真软件对所设计的电路进行验证。

通过输入各种组合的逻辑输入，观察输出是否符合预期的逻辑功能。

4. 实际搭建:在通过仿真验证后，我们开始使用实际的电子元件搭建电路。

根据电路图，按照正确的连接方式依次连接各个元件，并进行适当的调试和检查，确保电路的正常工作。

5. 测试与分析:完成电路搭建后，我们对电路进行了进一步的测试。

通过输入各种组合的逻辑输入，观察输出是否符合预期的逻辑功能。

同时，我们还对电路的响应时间、功耗等性能进行了测试和分析。

6. 总结与改进:根据实验得到的结果，我们对实验进行了总结和改进。

总结了实验中遇到的问题和解决方法，并提出了对电路性能和设计方法的改进建议。

结论:通过本次实验，我们深入了解了组合逻辑电路的设计和实现过程。

通过实际搭建和测试，我们成功实现了多个功能不同的组合逻辑电路，并对电路的性能进行了评估。

实验过程中，我们不仅提升了动手能力和解决问题的能力，也加深了对数字电路和逻辑门的理解。

实验五组合逻辑电路（实验报告）一、实验目的1．掌握组合逻辑电路的设计方式2．熟悉常常利用组合逻辑器件的利用方式3．熟悉用逻辑门电路、74LS138和74LS151进行综合性设计的方式二、实验设备和器件设备：数字电子技术实验箱器件：74LS00，74LS20，74LS86，74LS138，74LS151三、实验内容及步骤1.实现一名全加器(1)依照组合逻辑电路的一般设计步骤，用大体门电路（74LS00，74LS20，74LS86）实现一名全加器；(2)用1片74LS138和1片74LS20实现一名全加器。

2.设计一个监测信号灯工作状态的逻辑电路，每一组信号灯由红、黄、绿三盏组成，仅有红灯R亮、仅有绿灯G亮、黄灯Y和绿灯G同时亮为正常工作状态，其余为故障状态。

故障状态时要发出报警信号。

要求用74LS151实现。

(1)逻辑抽象。

红黄绿三盏信号灯的状态为输入变量，别离用R、Y、G表示，并规定灯亮时为1，灭时为0；故障信号为输出变量，用Z表示，并规定正常工作状态下Z为0，发生故障时Z为1；(2) 列真值表于表3-1；(3) 按照真值表写出用最小项表示的Z的逻辑表达式。

(4) 依照逻辑表达式进行电路连接，画出电路连接图，并对电路进行测试。

四、实验结果及数据分析1．实现一名全加器（1）列真值表（2）由真值表得：S=ABC-1 ,C0=（3）按照逻辑表达式，画出逻辑电路图如下：用1片74LS138和1片74LS20实现一名全加器。

按照真值表得最小项表达式S=,C0=,故电路如图：经实验验证，两组实验的结果与真值表一致，以上电路正确实现了一名全加器的逻辑功能。

2．信号灯监测电路设计。

按照设计要求进行逻辑抽象和列真值表：由真值表列逻辑表达式：Z=；按照逻辑表达式列写最小项表达式：Z=,于是取得电路如图所示：通过实验验证，实验结果符合预期，电路实现了故障诊断的逻辑功能。

六、实验总结本次实验比较成功，通过本实验，我大体掌握了组合逻辑电路的设计方式，熟悉了常常利用组合逻辑器件的利用方式，进一步学习了用逻辑门电路、74LS138和74LS151进行综合性设计的方式，而且，本实验加深了我对组合逻辑电路的理解，锻炼了我的实验能力。