组合逻辑电路的设计
一、实验目的
（1）掌握用小规模集成（SSI）电路芯片逻辑门实现组合逻辑电路的基本方法。
（2）掌握组合逻辑电路的设计方法与调试技巧。
二、实验原理
（1）组合逻辑电路的设计
学习数字逻辑电路的理论和方法，其目的是为了应用，而逻辑设计是应用的基础。所谓逻辑设计就是根据给定的逻辑要求，设计出能实现其功能要求的逻辑电路。
在使用小规模集成（SSI）电路芯片来实现组合逻辑电路时，追求的是电路中逻辑门的数目最少、门的输入端数目最少。在应用中、大规模集成（MSI、LSI）电路芯片来实现组合逻辑电路时，则追求的是总的集成芯片数目最少、种类最少、集成电路间的连线数最少。
数字系统中按逻辑功能的不同，可将电路分成两大类：组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路是指任何时刻的稳定输出仅与当前时刻的电路输入有关，而与以前的输入无关的电路。组合逻辑电路的设计是指对给定的逻辑要求或已知的逻辑函数描述进行方案选择和器件选用等，最终导出满足要求的逻辑电路。对于同一设计任务，可以采用不同的设计思路和设计方法，从而得到不同的设计结果。
（2）利用小规模集成电路来实现组合逻辑电路
组合逻辑电路可由小规模集成（SSI）电路组成，也可用中规模集成（MSI）电路组成，利用小规模集成电路和小规模集成电路来实现组合逻辑电路的设计流程有稍有不同。
利用小规模集成电路来实现组合逻辑电路的设计基本步骤如下：
①首先根据给出的实际问题进行逻辑抽象，确定输入变量和输出变量，定义逻辑状态的含义，再按照要求给出事件的因果关系，列出真值表。
②根据真值表，利用卡诺图或逻辑代数化简，得到最简逻辑表达式。
③选定集成芯片（根据电路的具体要求和芯片的资源情况来决定采用哪些芯片），并根据选定的芯片，将最简逻辑表达式化成合适的表达式。
④根据逻辑表达式，画出逻辑电路图。
⑤根据逻辑电路图，结合芯片引脚图，画出芯片连线图。
利用小规模集成电路芯片来实现组合逻辑电路的设计流程图如图4.2.1。
图 4.2.1 小规模集成电路芯片实现组合逻辑电路的设计流程图
三、实验设备及元器件
74LS00 二输入端四与非门 1片
74LS86 二输入端四异或门 1片
四、实验内容
（1）设计一位全加器并实现。
要求：①采用74LS00和74LS86芯片；②根据组合电路设计流程写出真值表、卡诺图、最简表达式；③画出逻辑电路图、芯片接线图；④在实验箱上搭接电路验证功能。
五、实验报告要求
（1）根据利用小规模集成电路芯片来实现组合逻辑电路的设计基本步骤，给出电路的详细设计过程，画出逻辑电路图和芯片连线图。
（2）写出电路的调试过程及其实验结果。
