华中科技大学计算机学院
数字逻辑实验报告
实验一组合逻辑电路的设计
实验二同步时许逻辑电路设计
实验三：异步时序逻辑电路设计
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实验一组合逻辑电路的设计
一、实验目的
1掌握组合逻辑电路的功能测试.
2验证半加器和全加器的逻辑功能。
3学会二进制的运算规律。
二、实验器材
74LS00 二输入四与非门、74LS04 六门反向器、74LS10 三输入三与非门、74LS86 二输入四异或门、74LS73 负沿触发JK触发器、74LS74 双D触发器。
三、实验内容
内容A 一位全加全减器的实现。
电路做加法还是做减法由S控制。当s=0时做加法运算，s=1时做减法运算，当作为全加器输入信号A、B和Cin分别作为加数、被加数和低位来的进位，F1和F2为合数和向上位的进位。当作为全减器输入信号A、B和Cin分别作为减数、被减数和低位来的借位，F1和F2为差数和向上位的借位。
内容B 舍入与检测电路的设计。
用所给定的集成电路组件设计一个多输出逻辑电路，输入为8421码.F1为四舍五入输入信号，F2为奇偶检测输出信号。当输入的信号大于或等于（5）10时，电路输出F1=1，其他情况为0；当输入代码中含1的个数为奇数是，输出F2=1，其他情况为0.框图如图所示：
四、实验步骤
内容A 一位全加全减器的实现。
由要求可得如下真值表：
F1的卡诺图为： F2的卡诺图为：
化简得F1=A○+B○+C, F2=.
由F1和F2表达式画出电路图如下：
根据电路图，连接电路。接线后拨动开关，结果如图：
内容B 舍入与检测电路的设计。
由题意，列出真值表如图：
化简卡诺图得F1=, F2=A ○+B ○+C ○
+D.
由此画出电路图如下：
按照所示的电路图连接电路，将电路的输出端接实验台的开关，通过拨动开关输入8421代码，电路输出接实验台显示灯。每输出一个代码后观察显示灯，并记录结果如下表：
接开关
接灯
五、试验体会
1、化简包含无关变量的逻辑函数时，，由于是否包含无关项以及对无关项是令其
值为1为0并不影响函数的实际逻辑功能，因此在化简时，利用这种任意性可以使逻辑函数得到更好的化简，从而使设计的电路得到更简
2、多输出函数的组合逻辑电路，因为各函数之间往往存在相互联系，具有某些共
同部分，因此应当将它们当做一个整体来考虑，而不应该将其截然分开。在化简时应该找出各输出函数的公共项，以便在逻辑电路中实现对逻辑门的共享，从而使逻辑电路结构最简。
实验二同步时许逻辑电路设计
一、实验目的
掌握同步时序逻辑电路的设计方法，验证所设计的同步时序逻辑电路，加深对“同步”“时序”两个名词的理解。
二、实验器材
74LS74 双D触发器组件两片 74LS73JK2负沿双触发器组件2片
74LS00二输入四与非门组件 2片 74LS02二输入四或非门组件 1片
74LS10三输入三与非门组件1片 74LS86二输入四异或门组件 1片
74LS04六门反相器组件2片
三、实验内容
内容A：利用所给组件，设计一个同步模四可逆计数器，框架图如图：
X为控制变量，X=0时进行加1计数，X=1进行减1计数，y2、y1为计数状态，Z为进位或借位输出信号。
内容B:利用所给组件按mealy型或moore型同步时序逻辑电路设计的方法设计一个1001序列检测器，其框图如图所示：
该电路的逻辑功能是：在输入端X串行输入随机二进制代码，每当输入的代码中出现1001序列时，在输出端Z产生一个高电平，即Z=1，其他情况Z=0。典型输入输出序列如下：
X：0100101011001001
Z：0000100000001001
四、实验步骤
内容A：设计同步模4可逆计数器。
由题意，可画出状态图:
由此可确定状态表如下：
采用D触发器，有状态表和触发器激励表可作出激励函数和卡诺图。
D2=x○+y2○+y1
D1=y1
Z=x y—2 y—2+ x— y2 y1= x y—2 y—2 · x— y2 y1
根据化简结果，画出电路图。
输出响应序列为：
x 1 1 1 1 0 0 0 0 0
y2 0 1 1 0 0 0 1 1 0
y1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
y2n=1 1 1 0 0 0 1 1 0 0
yi n=1 1 0 1 0 1 0 1 0 1
Z 0 0 0 1 0 0 0 1 0
内容B:设计1001序列检测器.
作出原始状态图：
状态表如图：
B、E为等效类。
用00，,01,11,10分别表示A、B、D、C四种状态，并选用D触发器，可列出激励函数和输出函数真值表如下：
D2=y1x—
D1= x+y—2y1= x— y—2 y1
由真值表可以看出Z=y2 y—1 x
由激励函数和输出函数表达式，画出电路图如下：
将电路的输入端X接至实验台数据开关Ki,拨动开关输入二进制代码,电路的输入端接实验台显示灯Li.
将电路的时钟脉冲接至实验台单脉冲Pi，每拨动一次开关按一下单脉冲键，以便将给定输入序列送入检测器，同时记下显示灯Li的状态，以检查是否满足要求。
输入输出结果为：
