下载文档原格式
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。
实验三组合逻辑电路的分析和设计一、实验目的1．理解组合逻辑电路的特点和一般分析方法。
2．熟悉组合逻辑电路的设计方法。
3．通过实验论证所设计的组合逻辑电路的正确性。
二、实验仪器与器材1．XST-5B数字电路实验装置2．万用表3．集成电路：74LS00、74LS04、74LS10、74LS08、74LS024.导线若干、+5V电源三、预习要求1．预习组合逻辑电路的分析和设计方法。
2．根据设计任务要求设计组合逻辑电路。
3．本实验的全部内容。
四、实验内容与步骤（一）分析组合逻辑电路的逻辑功能1．按图3-1的要求，用74LS00和74LS10组成一个多“1”的鉴别电路。
2．将输入端A、B和C分别接逻辑电平，输出端Y接发光二极管电平显示。
3．将测得的输出结果填入表3-1中。
根据测得的逻辑电路真值表，写出逻辑函数表达式4．分析出该逻辑电路的功能。
图3-1表3-1（二）组合逻辑电路的设计1．设计步骤在实际运用中，常常需要将一些基本的门电路按一定的方式组合在一起，来实现某一电路的逻辑功能，即组合逻辑电路的设计。
组合逻辑电路设计的一般步骤：①根据设计任务列出真值表；②根据真值表写出逻辑表达式；③对逻辑表达式进行化简或变换；④根据所用逻辑门的类型将化简后的逻辑表达式整理成符合要求的形式；⑤根据整理后的逻辑表达式画出逻辑图；⑥根据逻辑图装接实验电路，验证其逻辑功能是否符合设计要求。
2．设计任务（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。
）（1）设计一个对两个两位无符号的二进制数进行比较的电路；根据第一个数是否大于、等于、小于第二个数，使相应的三个输出端中的一个输出为“1”。
要求用与门、与非门及或非门实现。
（2）设计一个三线排队组合逻辑电路，其功能是输入信号A、B、C通过排队后分别由Y、B Y、C Y输出，且在同一时刻只能有一A个信号通过，如果同时有两个或两个以上的信号出现，则输入信号按A、B、C的顺序优先通过。
组合逻辑电路的分析和设计_实验报告组合逻辑电路的分析与设计实验报告院系：电⼦与信息⼯程学院班级：电信13-2班组员:盖兵（134********）邢帅成（134********）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，输出状态只取决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由逻辑图写输出端的逻辑表达式；②写出真值表；③根据真值表进⾏分析，确定电路功能。
2.组合逻辑电路⼀般设计的过程为图⼀所⽰。
图⼀组合逻辑电路设计⽅框图3.设计过程中，“最简”是指按设计要求，使电路所⽤器件最少，器件的种类最少,⽽且器件之间的连线也最少。
三、实验仪器设备数字电⼦实验箱、电⼦万⽤表、74LS04、74LS20、74LS00、导线若⼲。
74LS00 74LS04 74LS20四、实验容及⽅法1 、设计4线-2线优先编码器并测试其逻辑功能。
数字系统中许多数值或⽂字符号信息都是⽤⼆进制数来表⽰，多位⼆进制数的排列组合叫做代码，给代码赋以⼀定的含义叫做编码。
(1)4线-2线编码器真值表如表⼀所⽰4线-2线编码器真值表(2)由真值表可得4线-2线编码器最简逻辑表达式为1Y =((I 0′I 1′I 2I 3′)′(I 0′I 1′I 2′I 3)′) ′0Y =((I 0′I 1I 2′I 3′)′( I 0′I 1′I 2′I 3)′)′(3)由最简逻辑表达式可分析其逻辑电路图4线-2线编码器逻辑图（4）按照全加器电路图搭建编码器电路，注意搭建前测试选⽤的电路块能够正常⼯作。
（5）验证所搭建电路的逻辑关系。
0I =1 1Y 0Y =0 0 1I =1 1Y 0Y =0 12I =1 1Y 0Y =1 0 3I =1 1Y 0Y =1 12、设计2线-4线译码器并测试其逻辑功能。
组合逻辑电路的分析与设计方法一、教学目标：组合逻辑电路的分析方法、组合逻辑电路的设计方法二、教学重点、难点：重点掌握组合逻辑电路的分析步骤、组合逻辑电路的设计步骤三、教学过程设计：1.定义：任意时刻的输出状态只决定于该时刻的输入状态，而与从前的状态无关。
2.组合逻辑电路的分析步骤：1)由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式；2)化简和变换各逻辑表达式；3)列出真值表；4)根据真值表和逻辑表达式对逻辑电路进行分析，最后确定其功能。
3.组合逻辑电路的设计步骤：1)根据实际逻辑问题确定输入、输出变量，并定义逻辑状态的含义；2)根据输入、输出的因果关系，列出真值表；3)由真值表写出逻辑表达式，根据需要简化和变换逻辑表达式；4)画出逻辑图；讲完后讲解个例题：试用与非门和反相器设计一个优先排队电路。
火车有特快、直快和慢车。
它们进出站的优先次序是：特快、直快、慢车，同一时刻只能有一列车进解：1) 由题意进行逻辑抽象。
当特快A=1时，无论直快B，慢车C 为何值，LA=1，LB= LC=0；当直快B=1，且A= 0 时，无论C为何值，LB=1，LA =LC=0；当慢车C=1，且A=B=0 时，LC=1，LA= LB=0。
经过逻辑抽象，可列真值表：2)写出逻辑表达式：3) 画出逻辑电路图：让学生计算几个练习题，加深理解，时间如果允许可以让学生到黑板上来做四、课后作业：1、已知逻辑电路如图所示，分析该电路的功能。
解：1）根据逻辑图，写出输出逻辑表达式L⊕ZC=CA⊕B=)(⊕BA⊕C=⊕2）列写真值表3）确定逻辑功能：电路具有为奇校验功能五、本节小结：对本节内容进行小结。
实验十五组合逻辑电路的分析和设计一、实验目的：1.掌握基本逻辑门电路进行组合逻辑电路的设计方法；2.掌握用中规模集成电路设计组合逻辑电路的方法；3.通过实验，论证设计的正确性；4.观察组合电路中的竞争冒险现象;二、实验原理：1.组合逻辑电路的分析：所谓组合逻辑电路分析，即通过分析电路，说明电路的逻辑功能。
通常采用的分析方法是从电路的输入到输出，根据逻辑符号的功能逐级写出逻辑函数表达式，最后得到表示输出与输入之间的关系的逻辑函数式。
然后利用公式化简法或卡诺图化简法得到函数化简或变换，以使逻辑关系简单明了。
为了使电路的逻辑功能更加直观，有时还可以把逻辑函数式转换为真值表的形式。
2.组合逻辑电路的设计：根据给出的实际逻辑问题，求出实现这一逻辑功能的最简单逻辑电路，称为组合逻辑电路的设计。
通常分为SSI设计和MSI设计。
（1）SSI设计：SSI设计通常采用如下步骤：逻辑抽象：分析事件的因果关系，确定输入和输出变量。
一般把引起事件的原因定为输入变量，而把事件的结果作为输出变量。
1．定义逻辑状态的含义：以二值逻辑的0、1两种状态分别代表输入变量和输出变量的两种不同状态。
2．根据给定的因果关系列出逻辑真值表。
3．写出逻辑表达式，利用化简的方法进行化简，并根据选定器件进行适当转换；4．根据化简、变换后的逻辑表达式，画出逻辑电路的连接图；5．实验仿真，验证结果。
（2）MSI设计：MSI设计通常采用如下步骤：1.2 .3步骤同SSI设计步骤：4.写出逻辑表达式；5.根据表达式查找合适的MSI器件；6.通过比较表达式或真值表，利用适当的设计实现所需功能；7.画出逻辑电路的连接图；8.实验仿真，结果验证。
三．实验仪器：1.多功能电路实验箱1台2.数字万用表1台四．实验内容：1.联锁器电路分析并用中规模集成电路（MSI）设计实现其功能：所谓联锁器即为电子锁电路如图1所示，其输入为S1、S2、S2开关，报警和解锁输出分别为F1、F2。
