3—组合逻辑电路.

实验三组合逻辑电路应用——译码器、数据选择器
译码器和数据选择器是现代数字电子学中常用的两种组合逻辑电路。

它们可以将输入
的二进制信号转换为对应的输出信号，并且在数字电路中具有广泛的应用。

一、译码器
译码器是一种将输入的二进制信号转换成对应输出信号的数字电路。

译码器的作用是
将输入的地址码转换成溢出电路所能识别的控制信号，通常用来将不同的地址码映射到不
同的设备或功能上。

比如在存储器系统中，根据不同地址码，从RAM或者ROM中取出相应
的数据或指令。

除此之外，译码器还可以用于数据压缩、解码、解密等领域。

在一些数字电路中，译
码器还可以充当多路复用器、选择器等电路的功能。

译码器的分类按照其输入和输出的码制不同，可以分为译码器、BCD译码器、灰码译
码器等。

其中，最常见的是2-4译码器、3-8译码器、4-16译码器等。

二、数据选择器
数据选择器是一种多路选择器，根据控制信号选择输入端中的一个数据输出到输出端。

选择器的控制信号通常由一个二进制码输入到它的控制端，二进制码的大小由选择器的通
道数决定。

数据选择器广泛用于控制、多媒体处理、信号处理等方面。

数据选择器与译码器相比，最主要的区别在于其输出可以不仅限于数字信号。

数据选
择器可以处理模拟信号、复合信号等多种形式的信号，因为它可以作用于信号的幅度、相位、频率等方面。

数据选择器按照输入和输出的端口取数的不同，可以分为单路选择器和多路选择器。

常见的有2-1选择器、4-1选择器、8-1选择器、16-1选择器等。

实验三组合逻辑电路的设计组合逻辑电路是由与门、或门、非门等基本逻辑门组成的电路，其输出取决于输入信号的组合方式。

本实验旨在通过设计一个具体的组合逻辑电路，来强化学生对组合逻辑电路的理解和应用能力。

一、实验目的1.掌握组合逻辑电路的基本原理和设计方法；3.进一步理解与门、或门、非门等基本逻辑门的逻辑运算。

二、实验器材1.教学实验箱；2.相关实验电路元器件。

三、实验内容1.根据给定的逻辑功能要求，设计一个组合逻辑电路；2.使用门电路组合搭建所设计的组合逻辑电路；3.利用数字电路实验箱进行电路的搭建和测试；4.验证电路的功能是否符合设计要求。

四、实验步骤1.确定逻辑功能要求。

在本实验中，我们以设计一个4位二进制加法器为例。

4位二进制加法器是由4个全加器和一个或门组成的。

全加器的功能是将三位输入（被加数、加数和进位）相加得到两位输出（和和进位）。

2.进行真值表的列写和逻辑方程的列写。

为了完成4位二进制加法器的设计，我们首先需要根据功能要求列写真值表，包括所有的输入和输出组合。

然后，我们可以通过观察真值表，得出逻辑方程，并将其转化为门电路的连接方式。

3.根据真值表和逻辑方程进行卡诺图化简。

卡诺图是一种用于化简逻辑方程的方法。

通过将逻辑方程的输入和输出用二进制表示，在卡诺图上标记出函数值为1的格子，然后将格子组合成最简化的表达式。

在本实验中，通过化简后的逻辑方程，我们可以确定需要使用的与门、或门、非门的数量和连接方式。

根据实验器材的要求，选择相应的门电路元器件进行电路的搭建。

5.利用数字电路实验箱进行电路的搭建和测试。

根据门电路的设计，使用数字电路实验箱中的元器件进行电路的搭建。

搭建完成后，仔细检查电路连接是否正确，确保没有接错导线或插错元器件。

6.验证电路的功能是否符合设计要求。

根据真值表的结果，对经过测试的电路进行验证。

观察输出是否符合预期，如果输出结果与设计要求一致，则说明电路的功能实现正确。

五、实验注意事项1.在进行实验之前，应仔细阅读实验内容和操作步骤，理解实验的目的和要求；2.在进行电路连接时，应注意电路元器件的极性和连接方式，确保电路连接正确；3.在进行电路测试时，应注意接线的稳固性和安全性，避免触电事故的发生；4.实验结束后，应及时关闭电源，避免给他人和设备带来危险。

第3章组合逻辑电路习题解答复习思考题3-1组合逻辑电路的特点？从电路结构上看，组合电路只由逻辑门组成，不包含记忆元件，输出和输入之间无反馈。

任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，而与电路原来的状态无关，即无记忆功能。

3-2什么是半加？什么是全加？区别是什么？若不考虑有来自低位的进位将两个1位二进制数相加，称为半加。

两个同位的加数和来自低位的进位三者相加，称为全加。

半加是两个1位二进制数相加，全加是三个1位二进制数相加。

3-3编码器与译码器的工作特点？编码器的工作特点：将输入的信号编成一个对应的二进制代码，某一时刻只能给一个信号编码。

译码器的工作特点：是编码器的逆操作，将每个输入的二进制代码译成对应的输出电平。

3-4用中规模组合电路实现组合逻辑函数是应注意什么问题？中规模组合电路的输入与输出信号之间的关系已经被固化在芯片中，不能更改，因此用中规模组合电路实现组合逻辑函数时要对所用的中规模组合电路的产品功能十分熟悉，才能合理地使用。

3-5什么是竞争-冒险？产生竞争-冒险的原因是什么？如何消除竞争-冒险？在组合逻辑电路中，当输入信号改变状态时，输出端可能出现虚假信号----过渡干扰脉冲的现象，叫做竞争冒险。

门电路的输入只要有两个信号同时向相反方向变化，这两个信号经过的路径不同，到达输入端的时间有差异，其输出端就可能出现干扰脉冲。

消除竞争-冒险的方法有：接入滤波电容、引入选通脉冲、修改逻辑设计。

习题3-1试分析图3.55所示各组合逻辑电路的逻辑功能。

解：(a)图(1)由逻辑图逐级写出表达式：Y(AB)(CD)(2)化简与变换：令Y1ABY2CD则YY1Y2(4)分析逻辑功能：由真值表可知，该电路所能完成的逻辑功能是：判断四个输入端输入1的情况，当输入奇数个1时，输出为1，否则输出为0。

(b)图(1)由逻辑图逐级写出表达式：BA(2)化简与变换：Y=1由此可见，无论输入是什么状态，输出均为1 3-2试分析图3.56所示各组合逻辑电路的逻辑功能，写出函数表达式。

电子课程设计血型匹配电路学院：班级：姓名：学号：指导教师:每个人都拥有各自不同的血型，但并不是谁都清楚自己能接受哪些血型的人献血，能给哪些人献血。

在献血、受血的时候，如果不清楚而搞错了，就会出很大问题。

例如：如果B型血输给O型血，可引起凝集反应，也就是说血液凝结在一起，堵塞小血管，发生血液循环障碍，从而破坏肾功能，严重时甚至可致人死亡。

血型匹配指示器能够在操作人按下自己血型的对应按钮后，通过指示灯告诉操作人他的血能为哪些血型的人群服务；同时，操作人也能够知道按下某个按钮时，若自己血型对应的指示灯亮了，意味着自己可以接受这个血型的人群的献血。

有了这个血型匹配指示器后，在受血时，就不会出现那些不必要的错误而造成不必要的严重后果。

我们这次制作的血型匹配指示器，每一个开关都代表一个受血者或献血者的血型，按下相应的开关后，亮绿灯代表是可以的，亮红灯代表不可以。

下面就是我这次制作的详细过程。

组合逻辑电路——血型匹配电路一、题目：人的血型由A、B、AB、O四种。

输血时输血者的血型与受血者血型必须符合图1中用箭头指示的授受关系。

判断输血者与受血者的血型是否符合上述规定，要求用八选一数据选择器（74LS151）及与非门（74LS00）实现。

（提示：用两个逻辑变量的4种取值表示输血者的血型，例如00代表A、01代表B、10代表AB、11代表O。

）如图1-1.图1-1 血型匹配图二、分析：人的血型由A、B、AB、O四种刚好可以用两个逻辑变量表示，在这里我们不妨设00代表血型A、01代表血型B、10代表血型AB、11代表血型O。

由于我们是要来判断两个血型是否匹配，则我们需要用四个逻辑变量，通过对四个逻辑变量进行逻辑设计，从而得到所需要求电路。

题目要求用八选一数据选择器（74LS151）及与非门（74LS00）实现。

74LS151只有8个数据输入端要来实现四个逻辑变量（16个数据最小项）的数据逻辑组合。

这是必须有一个逻辑变量接到74LS151的数据输入端。

实验报告实验课程名称数字电子技术实验实验项目名称组合逻辑电路设计专业、班级电子信息类四班实验日期2020-05-25 姓名、学号同组人教师签名成绩实验报告包含以下7项内容：一、实验目的二、实验基本原理三、主要仪器及设备四、操作方法和实验步骤五、实验原始数据记录六、数据处理过程及结果、结论七、问题和讨论一、实验目的掌握组合逻辑电路的设计方法、设计步骤。

二、实验基本原理门电路的逻辑功能三、实验设备及器件1、直流稳压电源、信号源、示波器、万用表、面包板2、器件：74LS00 四2输入与非门，74LS86 四2输入异或门74LS10 3输入与非门，74LS153 双4选1数据选择器图4-1 74LS10内部结构及引脚排列四、操作方法和实验步骤组合逻辑电路设计的步骤大致如下：（1）根据已知条件要求列出逻辑状态表（2）写出逻辑表达式（3）运用逻辑代数化简或变换（4）画出逻辑电路图1、用74LS00（2输入与非门）、74LS10（3输入与非门）设计并实现三人表决电路。

功能：多数人（2人及以上）同意就通过（输出Y=1），少数人同意就不通过。

（1）列出逻辑状态表。

表3-1 三人表决器逻辑状态表输入输出A B C Y0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1（2Y=A’BC+AB’C+ABC’+ABC =AC+AB+BC（3）将逻辑表达式转换为需要的形式。

转化为与非表达式：取两次反。

即Y=AB+AC+BC=((AB)’(AC)’(BC)’)’（4）画出电路图。

（5）按电路图接线，验证状态表思考题1：如果只使用74LS00（2输入与非门）如何实现三人表决电路？给出电路接线图并验证。

2、使用74LS86异或门、74LS00与非门，设计一个四位奇偶校验器。

功能：当A、B、C、D四位数中有奇数个1时输出Y1为1，否则Y1输出为0（奇校验）；如果四位输入有偶数个1时，Y2输出为1（偶校验）。

实验三组合逻辑电路的功能测试基本逻辑门测试：1.与门测试：在输入端口分别接入两个输入信号A、B，并将输出端口接入示波器。

通过输入不同的逻辑电平（0或1），观察输出信号。

当输入信号都为1时，输出信号应为1；其他情况下，输出信号应为0。

2.或门测试：与与门测试类似，在输入端口分别接入两个输入信号A、B，并将输出端口接入示波器。

通过输入不同的逻辑电平（0或1），观察输出信号。

当输入信号都为0时，输出信号应为0；其他情况下，输出信号应为13.非门测试：在输入端口接入输入信号A，并将输出端口接入示波器。

通过输入不同的逻辑电平（0或1），观察输出信号。

当输入信号为0时，输出信号应为1；当输入信号为1时，输出信号应为0。

4.异或门测试：在输入端口分别接入两个输入信号A、B，并将输出端口接入示波器。

通过输入不同的逻辑电平（0或1），观察输出信号。

当输入信号相同（均为0或均为1）时，输出信号应为0；当输入信号不同（一个为0，一个为1）时，输出信号应为1组合逻辑电路测试：1.与门与非门的组合测试：在输入端口分别接入两个输入信号A、B，并将输出端口接入示波器。

通过输入不同的逻辑电平（0或1），观察输出信号。

当输入信号都为1时，输出信号应为0；其他情况下，输出信号应为12.或门与非门的组合测试：与与门与非门的组合测试类似，只需将与门替换为或门，测试结果应与与门与非门的组合测试相反。

3.封装后的组合逻辑电路测试：使用封装后的组合逻辑电路实现具体的逻辑功能，如加法器、选择器等。

通过输入不同的逻辑电平（0或1），观察输出信号，验证实现的逻辑功能是否正确。

在进行功能测试时，需要注意输入信号的切换时间、输出信号的稳定时间，确保电路能够正常工作。

此外，还可以通过逻辑表或真值表对测试结果进行验证，确保组合逻辑电路的正确性。

总结：实验三组合逻辑电路的功能测试是通过对基本逻辑门和组合逻辑电路进行输入输出信号的观察和测试，验证其功能正确性。

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(完整)3组合逻辑电路习题解答自我检测题1．组合逻辑电路任何时刻的输出信号，与该时刻的输入信号 有关 ,与以前的输入信号 无关 。

2．在组合逻辑电路中，当输入信号改变状态时，输出端可能出现瞬间干扰窄脉冲的现象称为 竞争冒险 .3．8线—3线优先编码器74LS148的优先编码顺序是7I 、6I 、5I 、…、0I ,输出为2Y 1Y 0Y 。

输入输出均为低电平有效。

当输入7I 6I 5I …0I 为11010101时,输出2Y 1Y 0Y 为 010 。

4．3线—8线译码器74HC138处于译码状态时,当输入A 2A 1A 0=001时，输出07Y ~Y = 11111101 。

5．实现将公共数据上的数字信号按要求分配到不同电路中去的电路叫 数据分配器 。

6．根据需要选择一路信号送到公共数据线上的电路叫 数据选择器 。

7．一位数值比较器，输入信号为两个要比较的一位二进制数,用A 、B 表示，输出信号为比较结果:Y (A ＞B ) 、Y (A ＝B ）和Y (A ＜B ），则Y (A ＞B ）的逻辑表达式为B A 。

8．能完成两个一位二进制数相加，并考虑到低位进位的器件称为 全加器 。

9．多位加法器采用超前进位的目的是简化电路结构 × 。

(√，× ） 10．组合逻辑电路中的冒险是由于 引起的。

在逻辑电路中，输入的组合逻辑电路3位二进制码起着非常重要的作用。

它们通过不同的组合方式，可以实现各种逻辑运算和功能。

接下来，我将详细阐述这一主题，并根据你的要求进行深度和广度兼具的全面评估。

让我们来看一下输入的组合逻辑电路3位二进制码的基本概念。

在数字电子电路中，二进制码是一种用二进制数字表示的编码方式，每一位上的数值都只有0和1两种可能。

而3位二进制码则是由3个二进制数字组成的编码。

在逻辑电路中，这种编码可以表示8种不同的状态或信号，即从000到111的所有可能组合。

这种编码方式被广泛应用于逻辑门、计数器、存储器等电路中，具有非常重要的意义。

接下来，让我们来探讨输入的组合逻辑电路3位二进制码在实际应用中的具体功能。

它可以用于逻辑门电路中的输入。

在逻辑门电路中，不同的输入组合会导致不同的逻辑运算结果，而3位二进制码可以提供足够的组合方式，以满足各种逻辑运算的需求。

它还可以用于设计计数器和存储器等数字电路。

通过利用3位二进制码的8种不同组合，可以实现从简单的计数功能到复杂的存储和控制功能。

输入的组合逻辑电路3位二进制码在数字电子电路中扮演着至关重要的角色。

在深入了解了输入的组合逻辑电路3位二进制码的基本概念和实际应用之后，让我们来探讨一下个人对这一主题的观点和理解。

在我看来，3位二进制码的引入，使得数字电子电路的设计和实现变得更加灵活和高效。

它不仅提供了丰富的输入组合方式，还为各种逻辑运算和功能的实现提供了强大的支持。

通过合理的设计和应用，可以充分发挥3位二进制码的优势，实现更加复杂和多样化的功能，从而推动数字电子技术的发展和应用。

输入的组合逻辑电路3位二进制码在数字电子电路中具有非常重要的地位和作用。

它不仅在逻辑门、计数器、存储器等电路中发挥着关键的作用，还为数字电子技术的发展和应用提供了强大的支持。

通过深入分析和理解3位二进制码的基本原理和实际应用，可以更好地应用它，发挥它的潜力，从而实现数字电子领域的更大发展和创新。

第3章组合逻辑电路3.1 组合逻辑电路的概述按照逻辑功能的不同特点，可以把数字电路分成两大类，一类叫做组合逻辑电路，另一类叫做时序逻辑电路。

什么叫组合逻辑电路呢？在t=a时刻有输入X1、X2、……Zn，那么在t=a时刻就有输出Z1、Z2、……Zm，每个输出都是输入X1、X2、……Zn的函数，Z1=f1（X1、X2、……Xn）Z1=f2（X1、X2、……Xn）Zm=fm（X1、X2、……Xn）从以上概念可以知道组合逻辑电路的特点就是即刻输入，即刻输出。

任何组合逻辑电路可由表达式、真值表、逻辑图和卡诺图等四种方法中的任一种来表示其逻辑功能。

3.2 组合逻辑电路的分析方法和设计方法3.2.1组合逻辑电路的分析方法分析组合逻辑电路的目的，就是要找出电路输入和输出之间的逻辑关系，分析步骤如下：（1）根据已知的逻辑电路，写出逻辑函数表达式（采用逐级写出逻辑函数表达式），最后写出该电路的输出与输入的逻辑表达式。

（2）首先对写出的逻辑函数表达式进行化简，一般系用公式法或卡诺图法。

（3）列出真值表进行逻辑功能的分析。

以上步骤可用框图表示，如图3-2所示。

图3-2 组合逻辑电路分析框图下面举例说明对组合逻辑电路的分析，掌握其基本思路及方法。

【例3-1】 分析图3-3所示电路的逻辑功能图3-3 [例3-1]逻辑电路解：（1）写出输出Z 的逻辑表达式： Z1=B A ， Z2=B AZ=21Z Z •=B A B A • （2）化简Z=B A B A •=A B +A B=A ⊕B （3）列出真值表进行逻辑功能说明 列出该函数真值表，如表3.1所示： 表3-1 [例3-1]真值表 A B Z 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 13.2.2组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计步骤与分析步骤相反，设计任务就是根据逻辑功能的要求设计逻辑电路，其步骤如下：（1）首先对命题要求的逻辑功能进行分析，确定哪些是输入变量，哪些为输出函数，以及它们之间的相互逻辑关系，并对它们进行逻辑赋值。