全加器组合逻辑电路图
一、实验目的
1. 掌握组合逻辑电路的设计与测试方法 2.掌握半加器、全加器的工作原理。 二、实验原理和电路 1、组合逻辑电路的设计
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1.4.1所示。
图1.4.1 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。
1.半加器
根据组合电路设计方法,首先列出半加器的真值表,见表1.4.1。 写出半加器的逻辑表达式 S=AB+AB=A⊕B C=AB
若用“与非门”来实现,即为
半加器的逻辑电路图如图1.4.2所示。
在实验过程中,我们可以选异或门74LS86及与门74LS08实现半加器的逻辑功能;也可用全与非门如74LS00反相器74LS04组成半加器。
(a)用异或门组成的半加器 (b)用与非门组成的半加器
图1.4.2 半加器逻辑电路图
2.全加器
用上述两个半加器可组成全加器,原理如图1.4.3所示。
图1.4.3由二个半加器组成的全加器 表1.4.2 全加器逻辑功能表 表1.4.1 半加器逻辑功能
输入 A B 0 0 0 1 1 0 1 1
三、实验内容及步骤
1.测试用异或门(74LS86)和与非门组成的半加器的逻辑功能。
根据半加器的逻辑表达式可知,相加的和Y是A、B的异或,而进位Z是A、B
和 S 0 1 1 0 进位 C 0 0 0 1
输入 C1-1 B A 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1
输出 Si Ci 0 1
相与,故半加器可用一个集成异或门和二个与非门组成如图1.4.4。
图1.4.4 用一个集成异或门和二个与非门组成半加器
⑴ 在实验仪上用异或门和与门接成以上电路。A、B接逻辑开关,Y、Z接发光二极管显示。
⑵ 按表1.4.3要求改变A、B状态,将相加的和Y和进位Z的状态填入下表中。 表1.4.3 输入端 A B Y 输出端 Z 2.测试全加器的逻辑功能。
⑴写出图1.4.5电路的逻辑表达式。Si= Ci= ⑵根据逻辑表达式列真值表,并完成表1.4.4,实验证之。 ⑶根据真值表画逻辑函数SiCi的卡诺图。完成图1.4.6
0 0 1 0 0 1 1 1
图 1.4.5
图 1.4.6
表1.4.4 Ai 0 0 1 1 0 0 1 1 Bi 0 1 0 1 0 1 0 1 Ci-1 0 0 0 0 1 1 1 1 Y Z X1 X2 X3 Si Ci ⑸ 试设计用异或门、与门、或门组成的全加器的逻辑功能并接线进行测试,将测试结果记入表1.4.5中,与上表进行比较看逻辑功能是否一致。
设计要求按组合逻辑电路设计流程图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。
表1.4.5 Ai 0 0 1 1 0 0 1 1 Bi 0 1 0 1 0 1 0 1 Ci-1 0 0 0 0 1 1 1 1 Ci Si 设计过程及设计的逻辑电路图写入方框中:
四、实验器材
1.数字电子技术实验系统 1台 2.直流稳压电源 1台
3.集成电路:74LS00 3片 74LS86,74LS32, 74LS08 各1片 五、预习要求
1. 根据实验任务要求设计组合电路,并根据所给的标准器件画出逻辑图。 2. 复习半加器、全加器工作原理和特点。
3. 了解本实验中所用集成电路的逻辑功能和使用方法。 六、实验报告要求
1.列写实验任务的设计过程,画出设计的逻辑电路图。 2.对所设计的电路进行实验测试,记录测试结果。 3.组合电路设计体会。