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计算机组成原理(3.5组合逻辑控制器设计)

组合逻辑电路的设计题目

1、在一旅游胜地，有两辆缆车可供游客上下山，请设计一个控制缆车正常运行的逻辑电路。要求：缆车A和B在同一时刻只能允许一上一下的行驶，并且必须同时把缆车的门关好后才能行使。设输入为A、B、C，输出为Y。（设缆车上行为“1”，门关上为“1”，允许行驶为“1”） (1) 列真值表；（4分）（2）写出逻辑函数式；（3分）（3）用基本门画出实现上述逻辑功能的逻辑电路图。（5分）解：（1）列真值表：（3）逻辑电路图： A B C Y 000 001 010 011 100 101 110 111 （2）逻辑函数式： 2、某同学参加三类课程考试，规定如下：文化课程（A）及格得2分，不及格得0分；专业理论课程（B）及格得3分，不及格得0分；专业技能课程（C）及格得5分，不及格得0分。若总分大于6分则可顺利过关（Y），试根据上述内容完成：（1）列出真值表；（2）写出逻辑函数表达式，并化简成最简式；（3）用与非门画出实现上述功能的逻辑电路。（3）逻辑电路图 A B C Y 000 001 010 011 100 101 110 111 (2)逻辑函数表达式3、中等职业学校规定机电专业的学生，至少取得钳工(A)、车工(B)、电工(C)中级技能证书的任意两种，才允许毕业（Y）。试根据上述要求：（1）列出真值表；（2）写出逻辑表达式，并化成最简的与非—与非形式；（3）用与非门画出完成上述功能的逻辑电路。解：（1（3）逻辑电路： A B C Y 000 001 010 011 100 101 110 111 （2）逻辑表达式：最简的与非—与非形式： 4、人的血型有A、B、AB和O型四种，假定输血规则是：相同血型者之间可输出，AB血型者可接受其他任意血型，任意血型者可接受O型血。图1是一个输血判断电路框图，其中A1A0表示供血者血型，B1B0表示受血者型，现分别用00、01、10和11表示A、B、AB和O四种血型。Y 为判断结果，Y=1表示可以输血，Y=0表示不允许输血。请写出该判断电路的真值表、最简与—或表达式，并画出用与非门组成的逻辑图。输血判断电路框图：解：（1）真值表：（3）逻辑图：输入输出 A1A0B1B0Y 0000 0001 0010 0011

数字电子电路与逻辑刘可文主编第五章组合逻辑电路答案

习题5 题5-1 逻辑电路如图5-1所示，列出对应逻辑电路的真值表。解：图5-1所示的逻辑电路，S 的逻辑表达式为：B A B A B AB A AB S +==，C 的逻辑表达式为：AB C =。电路所对应的真值表如表5-1所示。题5-2 分析图5-2所示逻辑电路的逻辑功能，并且列出真值表。解：图5-2所示的逻辑电路，输出变量Y 0、Y 1的逻辑表达式为：CD ABD CD ABD Y 0+=?=，D C B D B C D C A D C B D B C D C A Y 1?++?=????=。电路所对应的真值表如表5-2所示。电路的功能分析，从函数表达式以及逻辑真值表，输出变量和输入变量之间没有明显的有规律的逻辑关系，由此可以看出，可以认为电路逻辑功能为两个逻辑函数的产生电路。实现CD ABD Y 0+=，D B D BC D Y 1?++?=逻辑函数的运算。题5-3 写出如图5-3所示逻辑电路输出函数表达式，并且列出真值表。解：图5-3所示的逻辑电路，输出变量F 的逻辑表达式为 C B A AC BC AB C B A AC BC AB F ??+++=?????=.电路所对应的真值表如表5-3 所示。题5-4 利用与非门实现下列函数所描述逻辑功能的逻辑电路。 (1) )D C )(C A (F ++= ， (2) C A AB F +=，图5.1 图5-3

(3) )CD B (A F += ， (4) B A D B AC F ++=， (5) )B A )(D B )(C A (F +++= ， (6) C B CD C A F ++=，解：利用反演定律，将各个逻辑函数转换成“与非”表达式为 (1) AD D C )D C )(C A (F 1?=+=++= ， (2) C A AB C A AB F 2?=+=， (3) CD B A D B C B A )CD B (A F 3??=++=+=， (4) B A D B AC B A D B AC F 4??=++=， (5) B A D B C A B A D B C A )B A )(D B )(C (F 5???=?++=+++= , (6) C B CD C A C B CD C A F 5??=++=。根据逻辑函数的相应“与非”表达式作出各个逻辑函数的逻辑电路图如图5-4所示。题5-5 利用或非门实现下列函数所描述逻辑功能的逻辑电路。 (1). ABCD D ABC D C B A D BC A D C B A D C B A D C B A D C B A L +++++++= (2). )14,11,9,8,6,5,3,1()D ,C ,B ,A (L m ∑= (3). )15,14,13,12,11()9,8,6,5,2,1()D ,C ,B ,A (L d m ∑+∑= (4). )4,3()6,2,1()C ,B ,A (L d m ∑+∑= (5). C A BC B A L ++= 解：利用如图5-5(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)所示的逻辑函数“卡诺图”，将逻辑函数化简并利用反演定律，将各个逻辑函数转换成“或非”表达式为 (1). ABCD D ABC D C B A D BC A D C B A D C B A D C B A D C B A L 1+++++++= =∑m (0,1,2,4,6,10,14,15)＝)C A )(D B A )(D C B (+++++ C A D B A D C B +++++++= (2). )14,11,9,8,6,5,3,1()D ,C ,B ,A (L m 2∑= )D C B )(C B A )(D C B )(D C B )(D B A (++++++++++= D C B C B A D C B D C B D B A ++++++++++++++= (3). )15,14,13,12,11()9,8,6,5,2,1()D ,C ,B ,A (L d m 3∑+∑= )C A )(D C A )(D C A (+++++=C A D C A D C A +++++++= (4). )4,3()6,2,1()C ,B ,A (L d m 4∑+∑= A )D B )(D C (++=A D B D C ++++= (5). C A BC B A L 5++=)C B )(C A (++=C B C A +++=。

实验六组合逻辑电路的设计与测试

实验六组合逻辑电路的设计与测试 1．实验目的 (1)掌握组合逻辑电路的设计方法； (2)熟悉基本门电路的使用方法。 (3)通过实验，论证所设计的组合逻辑电路的正确性。 2．实验设备与器材 1)数字逻辑电路实验箱，2)万用表，3)集成芯片74LS00二片。 3．预习要求 (1)熟悉组合逻辑电路的设计方法； (2)根据具体实验任务，进行实验电路的设计，写出设计过程，并根据给定的标准器件画出逻辑电路图，准备实验； (3)使用器件的各管脚排列及使用方法。 4．实验原理数字电路中，就其结构和工作原理而言可分为两大类，即组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路输出状态只决定于同一时刻的各输入状态的组合，与先前状态无关，它的基本单元一般是逻辑门；时序逻辑电路输出状态不仅与输入变量的状态有关，而且还与系统原先的状态有关，它的基本单元一般是触发器。 (1)组合电路是最常用的逻辑电路，可以用一些常用的门电路来组合完成具有其他功能的门电路。设计组合逻辑电路的一般步骤是： 1)根据逻辑要求，列出真值表； 2)从真值表中写出逻辑表达式； 3)化简逻辑表达式至最简，并选用适当的器件； 4)根据选用的器件，画出逻辑电路图。逻辑化简是组合逻辑设计的关键步骤之一。为了使电路结构简单和使用器件较少，往往要求逻辑表达式尽可能化简。由于实际使用时要考虑电路的工作速度和稳定可靠等因素，在较复杂的电路中，还要求逻辑清晰易懂，所以最简设计不一定是最佳的。但一般来说，在保证速度、稳定可靠与逻辑清楚的前提下，尽量使用最少的器件，以降低成本。 (2)与非门74LS00芯片介绍与非门74LS00一块芯片内含有4个互相独立的与非门，每个与非门有二个输入端。其逻辑表达式为Y=AB，逻辑符号及引脚排列如图6-1(a)、(b)所示。 (a)逻辑符号(b)引脚排列图6-1 74LS20逻辑符号及引脚排列 (3)异或运算的逻辑功能当某种逻辑关系满足：输入相同输出为“0”，输入相异输出为“1”，这种逻辑关系称为“异或”逻辑关系。 (4)半加器的逻辑功能在加法运算中，只考虑两个加数本身相加，不考虑由低位来的进位，这种加法器称为半加器。 5．实验内容 (1)用1片74LS00与非门芯片设计实现两输入变量异或运算的异或门电路要求：设计逻辑电路，按设计电路连接后，接通电源，验证运算逻辑。输入端接逻辑开关输出插口，以提供“0”与“1”电平信号，开关向上，输出逻辑“1”，向下为逻辑“0”；电路的输出端接由LED发光二极管组成的0-1指示器的显示插口，LED亮红色为逻辑“1”，亮绿色为逻辑“0”。接线后检查无误，通电，用万用表直流电压20V档测量输入、输出的对地电压，并观察输出的LED颜色，填入表6-1。

(完整版)第五章 CMOS组合逻辑电路设计II

第五章CMOS组合逻辑电路设计II －动态CMOS电路第一节动态逻辑门电路的基本结构、原理、特点第二节多米诺（Domino）CMOS电路第三节改进的Domino CMOS电路第四节时钟CMOS （C2MOS）

第一节动态逻辑门电路的基本结构、原理、特点一、预充－求值动态CMOS的基本结构和工作原理二、动态CMOS的特点三、动态CMOS的问题四、动态CMOS的级联静态电路：靠管子稳定的导通、截止来保持输出状态除状态反转外，输出始终与VDD和GND保持通路。动态电路：靠电容来保存信息

一、预充－求值动态CMOS 的基本结构和工作原理 In 1In 2PDN In 3M e M p Clk Clk Out C L 预充－求值动态CMOS 电路的基本结构工作过程： ?预充阶段：Clk ＝0，Out 被Mp 预充到VDD ，Me 截止，无论输入何值，均不存在直流通路。此时的输出无效。 ?求值阶段：Clk ＝1，Mp 截止，Me 导通，Out 和GND 之间形成一条有条件的路径。具体由PDN 决定。若PDN 存在该路径，则Out 被放电，Out 为低电平，“0”。如果不存在，则预充电位保存在CL 上，Out 为高电平“1”。 ?求值阶段，只能有与GND 间的通路，无与VDD 间的，一旦放电，不可能再充电，只能等下次。预充FET 求值FET

预充－求值动态CMOS 电路的工作原理预充预充求值输出只在此时有效 ) ,2,1(Xn X X F Y ???=当Clk ＝1时 Clk Out Clk ＝0时，输出为1，与输入无关

实验二--组合逻辑电路的设计与测试

实验二组合逻辑电路的设计与测试一、实验目的 1、掌握组合逻辑电路的分析与设计方法。 2、加深对基本门电路使用的理解。二、实验原理 1、组合电路是最常用的逻辑电路，可以用一些常用的门电路来组合完成具有其他功能的门电路。例如，根据与门的逻辑表达式Z= AB =得知，可以用两个非门和一个或非门组合成一个与门，还可以组合成更复杂的逻辑关系。 2、分析组合逻辑电路的一般步骤是： 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、设计组合逻辑电路的一般步骤与上面相反，是： 1)根据任务的要求，列出真值表； 2)用卡诺图或代数化简法求出最简的逻辑表达式； 3)根据表达式，画出逻辑电路图，用标准器件构成电路； 4)最后，用实验来验证设计的正确性。 4、组合逻辑电路的设计举例 1)用“与非门”设计一个表决电路。当四个输入端中有三个或四个“1”时，输出端才为“1”。设计步骤：根据题意，列出真值表如表2-1所示，再添入卡诺图表2-2中。表2-1 表决电路的真值表表2-2 表决电路的卡诺图然后，由卡诺图得出逻辑表达式，并演化成“与非”的形式： ABD CDA BCD ABC Z+ + + = B A+

? = ? ABC? ACD BCD ABC 最后，画出用“与非门”构成的逻辑电路如图2-1所示：图2-1 表决电路原理图输入端接至逻辑开关（拨位开关）输出插口，输出端接逻辑电平显示端口，自拟真值表，逐次改变输入变量，验证逻辑功能。三、实验设备与器材 1.数字逻辑电路实验箱。 2.数字逻辑电路实验箱扩展板。 3.数字万用表。 4.芯片74LS00、74LS02、74LS04、74LS10、74LS20。四、实验内容实验步骤 1、完成组合逻辑电路的设计中的两个例子。 2、设计一个四人无弃权表决电路(多数赞成则提议通过)，要求用四2输入与非门来实现。 3、用与非门74LS00和异或门74LS86设计一可逆的4位码变换器。要求： 1)当控制信号C=1时，它将8421码转换成为格雷码；当控制信号C=0时，它将格雷码转换成为8421码； 2)写出设计步骤，列出码变换关系真值表并画出逻辑电路图； 3)安装电路并测试逻辑电路的功能。五、实验预习要求 1、复习各种基本门电路的使用方法。 2、实验前，画好实验用的电路图和表格。 3、自己参考有关资料画出实验内容2、3、4中的原理图，找出实验将要使用的芯片，以备实验时用。六、实验报告要求 1、将实验结果填入自制的表格中，验证设计是否正确。 2、总结组合逻辑电路的分析与设计方法。

组合逻辑电路设计心得体会

组合逻辑电路设计心得体会篇一：实验一_组合逻辑电路分析与设计实验1 组合逻辑电路分析与设计 XX/10/2 姓名：学号：班级：15自动化2班 ? 实验内容................................................. .. (3) 二.设计过程及讨论 (4) 1.真值表................................................. .(转载于: 小龙文档网:组合逻辑电路设计心得体会)................4 2.表达式的推导................................................. .....5 3.电路图................................................. .................7 4.实验步骤................................................. .............7 5. PROTEUS软件仿真 (9)

三测试过程及结果讨论.....................................11 1.测试数据................................................. ...........11 2.分析与讨论................................................. . (13) 四思考题................................................. (16) 实验内容：题目：设计一个代码转换电路，输入为4位8421码输出为4位循环码（格雷码）。实验仪器及器件： 1.数字电路实验箱，示波器 2.器件：74LS00（简化后，无需使用，见后面） 74LS86（异或门），74LS197 实验目的： ①基本熟悉数字电路实验箱和示波器的使用 ②掌握逻辑电路的设计方法，并且掌握推导逻辑表达式的方法 ③会根据逻辑表达式来设计电路 1.真值表：

用数据选择器设计组合逻辑电路

用数据选择器设计组合逻辑电路一、用一片四选一数据选择器实现逻辑函数：BC C A C AB Y ++=//// 要求写出分析与计算过程并画出连线图。四选一数据选择器的功能表及逻辑图如下图所示。（10分）解一：（1）选A 、B 作为数据选择器的地址码A 1、A 0，将逻辑函数变形为： ) ()()1()(//////////////////C AB C AB B A C B A ABC BC A BC A C B A C AB BC C A C AB Y +++=++++=++= （2）将变形后的逻辑函数与四选一数据选择器的输出逻辑式进行比较得： 013/0120/11/0/10A A D A A D A A D A A D Y +++= C D C D D C D ====3/21/0;;1; （3）连接电路：

解二：（1）、写出四选一数据选择器的逻辑表达式：（2分） S A A D A A D A A D A A D Y ?+++=)(013/0120/11/0/10 （2）、把所求逻辑函数的表达式变形：（4分） C AB C AB B A C B A ABC BC A BC A C B A C AB BC C A C AB Y )()(1)()(//////////////////++?+=++++=++= （3）、确定电路连接：（4分）将上述两个表达式进行比较，可知应令： 1=S ，即0/=S 01;A B A A == C D C D D C D ====3/21/0;;1; （4）、画出连接图：（ 2分）

二、试用一片四选一数据选择器实现逻辑函数： ' +' ' = Y' + B C A AC BC A 要求写出详细的设计过程并画出连线图。四选一数据选择器的功能表及逻辑图如图（a）、(b)所示。（10分）解：（1）、把所求逻辑函数的表达式变形：（4分）（2）、与四选一数据选择器的逻辑表达式进行比较，确定电路连接：（4分）（3）、画出连接图：（ 2分）

组合逻辑电路的设计

\ 广州大学学生实验报告开课学院及实验室：电子信息楼410 2013年5月20日学院机械与电气工程学院年级、专业、班 11级电气1班姓名·学号实验课程名称数字电子技术实验成绩实验项目名称；实验二设计性实验——组合逻辑电路的设计指导老师一、实验目的 1、学习组合逻辑电路的设计方法； 2、掌握使用通用逻辑器件实现逻辑电路的一般方法。二、实验原理使用中、小规模集成电路来设计组合电路时最常见的逻辑电路设计方法。设计的过程通常是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，这就是设计组合逻辑电路时要完成的工作。 , 组合逻辑电路的设计工作通常可按如下步骤进行。（1）进行逻辑抽象（2）写出逻辑函数式（3）选定器件的类型（4）将逻辑函数化简或变换成适当形式（5）根据化简或变换后的逻辑函数式画出逻辑电路的连接图（6）工艺设计例设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。每一组信号灯由红、黄、绿3盏灯组成，如图 3-22所示。正常工作情况下，任何时刻必有一盏灯亮，而且只允许有一盏灯亮。而当出现其他5种点亮状态时，电路发生故障，这是要求发出故障信号，以提醒维护人员前去修理。 { 首先进行逻辑抽象。取红、黄、绿3盏灯的状态为输入变量，分别用R、Y、G表示，并规定灯亮时为1，不亮为0。取故障信号为输出变量，以Z表示，并规定正常工作状态下Z=0，发生故障时Z=1。更具题意可列出表3-9 所示的逻辑真值表。表3-9真值表 R Y G Z\ R Y G Z 000[ 1 1000 00| 1 01011 0{ 1 001101

实验一组合逻辑电路设计

电子信息工程刘晓旭 2011117147 实验一组合逻辑电路设计（含门电路功能测试）一．实验目的 1掌握常用门电路的逻辑功能。 2掌握用小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法。 3掌握组合逻辑电路的功能测试方法。二．实验设备与器材数字电路实验箱一个双踪示波器一部稳压电源一部数字多用表一个 74LS20 二4 输入与非门一片 74LS00 四2 输入与非门一片 74LS10 三3 输入与非门一片三 .实验任务 1对74LS00,74LS20逻辑门进行功能测试。静态测试列出真值表，动态测试画出波形图，并说明测试的门电路功能是否正常。 2分析测试1.7中各个电路逻辑功能并根据测试结果写出它们的逻辑表达式。 3设计控制楼梯电灯的开关控制器。设楼上，楼下各装一个开关，要求两个开关均可以控制楼梯电灯。 4某公司设计一个邮件优先级区分器。该公司收到有A,B,C，三类邮件，A,类的优先级最高，B类次之，C类最低。邮件到达时，其对应的指示灯亮起，提醒工作人员及时处理。当不同类的邮件同时到达时，对优先级最高的邮件先做处理，其对应的指示灯亮，优先级低的暂不理会。按组合逻辑电路的一般设计步骤设计电路完成此功能，输入输

实验一：（1）74LS00的静态逻辑功能测试实验器材：直流电压源，电阻，发光二极管，74LS00，与非门，开关，三极管实验目的：静态逻辑功能测试用来检查门电路的真值表，确认门电路的逻辑功能正确与否实验过程：将74LS00中的一个与非门的输入端A,B分别作为输入逻辑变量，加高低电平，观测输出电平是否符合真值表描述功能。电路如图1：图1 真值表1.1：实验问题：与非门的引脚要连接正确，注意接地线及直流电源实验结果：由二极管的发光情况可判断出74LS00 实现二输入与非门的功能（2）71LS00的动态逻辑功能测试实验器材：函数发生器，示波器，74LS00，与非门，开关，直流电压源实验目的：测试74LS00与非门的逻辑功能实验内容：动态测试适合用于数字系统中逻辑功能的检查，测试时，电路输入串行数

组合逻辑电路的设计

组合逻辑电路的设计一．实验目的 1、加深理解组合逻辑电路的工作原理。 2、掌握组合逻辑电路的设计方法。 3、掌握组合逻辑电路的功能测试方法。二．实验器材实验室提供的芯片：74LS00与非门、74LS86异或门，74LS54与或非门，实验室提供的实验箱。三．实验任务及要求 1、设计要求（1）用与非门和与或非门或者异或门设计一个半加器。（2）用与非门和与或非门或者异或门设计一个四位奇偶位判断电路。 2、实验内容（1）测试所用芯片的逻辑功能。（2）组装所设计的组合逻辑电路，并验证其功能是否正确。三．实验原理及说明 1、简述组合逻辑电路的设计方法。 (1)分析实际情况是否能用逻辑变量来表示。 (2) 确定输入、输出逻辑变量并用逻辑变量字母表示，作出逻辑规定。 (3) 根据实际情况列出逻辑真值表。 (4) 根据逻辑真值表写出逻辑表达式并化简。 (5) 画出逻辑电路图，并标明使用的集成电路和相应的引脚。 (6) 根据逻辑电路图焊接电路，调试并进一步验证逻辑关系是否与实际情况相符。 2、写出实验电路的设计过程，并画出设计电路图。 (1)半加器的设计如果不考虑有来自低位的进位将两个1位二进制数相加。 A、B是两个加数，S是相加的和，CO是向高位的进位。逻辑表达式 S=A’B+A’B=A⊕B CO=AB (2)设计一个四位奇偶位判断电路。当四位数中有奇数个1时输出结果为1;否则为0。 A, B, C, D 分别为校验器的四个输入端,Y时校验器的输出端

逻辑表达式 Y=AB’C’D’+A’BC’D’+A’B’C D’+A’B’C’D+A’BCD+AB’CD+ABC’D+ABCD’ =(A⊕B)⊕(C⊕D) 四．实验结果 1、列出所设计电路的MULTISM仿真分析结果。（1）半加器的设计，1-A被加数,2-B加数,XMMI（和数S）XMM2（进位数CO） (2)设计一个四位奇偶位判断电路。

第5章课后习题参考答案

第五章组合逻辑电路 1．写出如图所示电路的输出信号逻辑表达式，并说明其功能。（a）（b）解：（a）Y1ABC（判奇功能：1的个数为奇数时输出为1） Y2AB(AB)CABACBC（多数通过功能：输出与输入多数一致）（b）Y1(AB)A(AB)BABAB（同或功能：相同为1，否则为0）2．分析如图所示电路的逻辑功能（a）（b）（c）解：（a）Y 1ABAB（判奇电路：1的个数为奇数时输出为1） 0011 （b）Y2(((AA)A)A)（判奇电路：1的个数为奇数时输出为1） 0123 YAM 00 （c）Y 1 A M 1 （M=0时，源码输出；M=1时，反码输出） YAM 23 3．用与非门设计实现下列功能的组合逻辑电路。（1）实现4变量一致电路。（2）四变量的多数表决电路解：（1） 1）定变量列真值表：

ABCDYABCDY 0000110000 0001010010 0010010100 0011010110 010******* 010******* 0110011100 0111011111 2）列函数表达式：YABCDABC D ABCDABCD 3）用与非门组电路（2）输入变量A、B、C、D，有3个或3个以上为1时输出为1，输人为其他状态时输出为0。 1）列真值表2）些表达式 3）用与非门组电路 4．有一水箱由大、小两台水泵ML和Ms供水，如图所示。水箱中设置了3个水位检测元

件A、B、C，如图（a）所示。水面低于检测元件时，检测元件给出高电平；水面高于检测元件时，检测元件给出低电平。现要求当水位超过C点时水泵停止工作；水位低于C点而高于B点时Ms单独工作；水位低于B点而高于A点时ML单独工作；水位低于A点时 ML和Ms同时工作。试用门电路设计一个控制两台水泵的逻辑电路，要求电路尽量简单。解：（1）根据要求列真值表（b）（b）（a）（2）真值表中×对应的输入项为约束项，利用卡诺图化简（c）（d）（c）（d）（e）得：MABC s MB L （ML、M S的1状态表示工作，0状态表示停止）（3）画逻辑图（e）

实验一组合逻辑电路设计

电子信息工程晓旭 2011117147 实验一组合逻辑电路设计（含门电路功能测试）一．实验目的 1掌握常用门电路的逻辑功能。 2掌握用小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法。 3掌握组合逻辑电路的功能测试方法。二．实验设备与器材数字电路实验箱一个双踪示波器一部稳压电源一部数字多用表一个 74LS20 二4 输入与非门一片 74LS00 四2 输入与非门一片 74LS10 三3 输入与非门一片三 .实验任务 1对74LS00,74LS20逻辑门进行功能测试。静态测试列出真值表，动态测试画出波形图，并说明测试的门电路功能是否正常。 2分析测试1.7中各个电路逻辑功能并根据测试结果写出它们的逻辑表达式。 3设计控制楼梯电灯的开关控制器。设楼上，楼下各装一个开关，要求两个开关均可以控制楼梯电灯。 4某公司设计一个优先级区分器。该公司收到有A,B,C，三类，A,类的优先级最高，B 类次之，C类最低。到达时，其对应的指示灯亮起，提醒工作人员及时处理。当不同类的同时到达时，对优先级最高的先做处理，其对应的指示灯亮，优先级低的暂不理会。按组合逻辑电路的一般设计步骤设计电路完成此功能，输入输出高低电平代表到

实验一：（1）74LS00的静态逻辑功能测试实验器材：直流电压源，电阻，发光二极管，74LS00，与非门，开关，三极管实验目的：静态逻辑功能测试用来检查门电路的真值表，确认门电路的逻辑功能正确与否实验过程：将74LS00中的一个与非门的输入端A,B分别作为输入逻辑变量，加高低电平，观测输出电平是否符合真值表描述功能。电路如图1：图1 真值表1.1：实验问题：与非门的引脚要连接正确，注意接地线及直流电源实验结果：由二极管的发光情况可判断出74LS00 实现二输入与非门的功能（2）71LS00的动态逻辑功能测试实验器材：函数发生器，示波器，74LS00，与非门，开关，直流电压源实验目的：测试74LS00与非门的逻辑功能实验容：动态测试适合用于数字系统中逻辑功能的检查，测试时，电路输入串行数字

组合逻辑电路的设计实验报告

中国石油大学现代远程教育电工电子学课程实验报告所属教学站：青岛直属学习中心姓名：杜广志学号：年级专业层次：网络16秋专升本学期：实验时间：2016-11-05实验名称：组合逻辑电路的设计小组合作：是○否●小组成员：杜广志 1、实验目的：学习用门电路实现组合逻辑电路的设计和调试方法。 2、实验设备及材料：仪器：实验箱元件：74LS00 74LS10 3、实验原理： 1．概述组合逻辑电路又称组合电路，组合电路的输出只决定于当时的外部输入情况，与电路过去状态无关。因此，组合电路的特点是无“记忆性”。在组成上组合电路的特点是由各种门电路连接而成，而且连接中没有反馈线存在。所以各种功能的门电路就是简单的组合逻辑电路。组合逻辑电路的输入信号和输出信号往往不止一个，其功能描述方法通常有函数表达式、真值表、卡诺图和逻辑图等几种。组合逻辑电路的分析与设计方法，是立足于小规模集成电路分析和设计的基本方法之一。 2．组合逻辑电路的分析方法分析的任务是：对给定的电路求解其逻辑功能，即求出该电路的输出与输入之间的逻辑关系，通常是用逻辑式或真值表来描述，有时也加上必须的文字说明。分析的步骤：（1）逐级写出逻辑表达式，最后得到输出逻辑变量与输入逻辑变量之间的逻辑函数式。（2）化简。（3）列出真值表。（4）文字说明上述四个步骤不是一成不变的。除第一步外，其它三步根据实际情况的要求而采用。 3．组合逻辑电路的设计方法设计的任务是：由给定的功能要求，设计出相应的逻辑电路。设计的步骤；（1）通过对给定问题的分析，获得真值表。在分析中要特别注意实际问题如何抽象为几个输入变量和几个输出变量之间的逻辑关系问题，其输出变量之间是否存在约束关系，从而获得真值表或简化

常用组合逻辑电路设计

实验报告实验日期：学号：姓名：实验名称：常用组合逻辑电路设计总分：一、实验目的学习常用组合逻辑电路的可中和代码编写，学习并熟悉VHDL 编程思想与调试方法，掌握LPM 元件实现逻辑设计，从而完成电路设计的仿真验证和硬件验证，记录结果。二、实验原理 VHDL 设计采用层次化的设计方法，自上向下划分系统功能并逐层细化逻辑描述。层次关系中的没一个模块可以是VHDL 描述的实体，上层VHDL 代码中实例化出各个下层子模块。利用VHDL 语言和LPM 元件设计这两种方法方法实现两个二位数大小比较的电路，根据A 数是否大于、小于、等于B 数，相应输出端F1、F2、F3为1，设A=A2A1，B=B2B1(A2A1、B2B1表示两位二进制数)，当A2A1>B2B1时，F1为1；A2A1

port(a2,a1:in STD_LOGIC; b2,b1:in STD_LOGIC; f1,f2:buffer STD_LOGIC; f3:out STD_LOGIC); end bijiao; architecture bijiao_arch of bijiao is begin f1<=(a2 and(not b2))or(a1 and (not b1)and a2)or(a1 and (not b1)and(not b2)); f2<=((not a2)and b2)or((not a2)and(not a1)and b1)or((not a1)and b1 and b2); f3<=not(f1 or f2); end bijiao_arch; (2)波形仿真网格大小 100ns 结束时间 2μs 功能仿真：时序仿真：输入信号00， 01，10，11 输入信号00， 01，10，11 输出信号001， 010，100 信号均为二进制表达输入信号00， 01，10，11

组合逻辑控制器工作原理

组合逻辑控制器组成结构及工作原理解析按照控制信号产生的方式不同，控制器分为微程序控制器和组合逻辑控制器两类微程序控制器是将全部控制信号存贮在控制存储器中。优点：控制信号的逻辑设计、实现及改动都较容易。缺点：产生控制信号所需的时间较长。组合逻辑控制器，又称硬布线方案控制器，是用组合逻辑的门电路实现控制信号。优点：产生控制信号所需的延迟时间少，对提高系统的运行速度有利。缺点：控制信号的逻辑设计复杂，用门电路实现也较困难，尤其要变动一些设计更不方便。（见图）一、组合逻辑控制器的组成与运行原理 1、组成：PC、IR、脉冲源和启停控制逻辑与微程序控制器相同，不同的是： ●微程序控制器中的控制存储器在组合逻辑控制器中变成时序控制信号形成部件，是用组合逻辑的门电路实现的； ●微程序控制器中的下地址形成部件在组合逻辑控制器中变成节拍发生器，是由计数器线路实现的； ●增加了指令译码器，用于标识每一条不同的指令。 2、运行原理：依据执行过程中的操作码、当前指令所处的执行步骤等输入信号，用组合逻辑门电路直接、快速地形成并送出指令当前执行步骤要求的控制信号。二、TEC-8教学计算机的组成与设计 1、简介：TEC-8教学计算机字长8位，地址总线16位（可寻址64K内存），控制器用组合逻辑控制器。 ●运算器是Am2901（见图） ●16个通用寄存器中，R0、R1、R2和R3作为通用寄存器，其余12个作为专用寄存器 R5，R4用作16位的PC（程序计数器） R7，R6用作16位的SP（堆栈指示器） R9，R8用作内存读写地址AR R11，R10用作指令转移或子程序的地址 2、指令系统概述 ●指令中用到的符号： DR:目的寄存器 SR: 源寄存器 OFFSET: 变址偏移量 DATA: 立即数 X: 一个bit位，可取值0或1 C、Z、V、S: 分别代表进位、结果为0、溢出和结果的符号位

实验一组合逻辑电路设计

电子信息工程刘晓旭2011117147 实验一组合逻辑电路设计（含门电路功能测试）一．实验目的 1掌握常用门电路的逻辑功能。 2掌握用小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法。 3掌握组合逻辑电路的功能测试方法。二．实验设备与器材数字电路实验箱一个双踪示波器一部稳压电源一部数字多用表一个 74LS20 二4 输入与非门一片 74LS00 四2 输入与非门一片 74LS10 三3 输入与非门一片三.实验任务 1对74LS00,74LS20逻辑门进行功能测试。静态测试列出真值表，动态测试画出波形图，并说明测试的门电路功能是否正常。 2分析测试1.7中各个电路逻辑功能并根据测试结果写出它们的逻辑表达式。 3设计控制楼梯电灯的开关控制器。设楼上，楼下各装一个开关，要求两个开关均可以控制楼梯电灯。 4某公司设计一个邮件优先级区分器。该公司收到有A,B,C，三类邮件，A,类的优先级最高，B类次之，C类最低。邮件到达时，其对应的指示灯亮起，提醒工作人员及时处理。当不同类的邮件同时到达时，对优先级最高的邮件先做处理，其对应的指示灯亮，优先级低的暂不理会。按组合逻辑电路的一般设计步骤设计电路完成此功能，输入输

实验一：（1）74LS00的静态逻辑功能测试实验器材：直流电压源，电阻，发光二极管，74LS00，与非门，开关，三极管实验目的：静态逻辑功能测试用来检查门电路的真值表，确认门电路的逻辑功能正确与否实验过程：将74LS00中的一个与非门的输入端A,B分别作为输入逻辑变量，加高低电平，观测输出电平是否符合真值表描述功能。电路如图1：图1 真值表1.1：表1.1 实验问题：与非门的引脚要连接正确，注意接地线及直流电源实验结果：由二极管的发光情况可判断出74LS00 实现二输入与非门的功能（2）71LS00的动态逻辑功能测试实验器材：函数发生器，示波器，74LS00，与非门，开关，直流电压源实验目的：测试74LS00与非门的逻辑功能实验内容：动态测试适合用于数字系统中逻辑功能的检查，测试时，电路输入串行数

组合逻辑控制器部件实验

控制器部件是计算机的五大功能部件之一，其作用是向整机每个部件（包括控制器本身）提供协同运行的需要的控制信号?因而，控制器在计算机组成原理过程中是非常重要的内容，但学生在学习过程中，对其工作原理却常常感到难以理解.教师在讲述这一部分内容时，也常常觉得难以叙述清楚，通过本实验，轻而易举的解决了这一问题。一?实验设备和运行环境在组合程序控制器方式下，同样可以做汇编语言程序设计、主存储器扩展、I/O接口扩展和中断实验。这几项实验的操作步骤与在微逻辑控制器方式下的实验操作相同，用户也可参照后面给出的参考步骤。本节只给出组合逻辑控制器实验的操作步骤。 .实验目的、原理、实验具体步骤和内容2.1实验原理控制器的设计实现有两种方式：一种是微程序，另一种是组合逻辑线路，微程序控制器的工作原理，是用一条微指令的控制命令字段来提供一条机器指令的一个执行步骤所需要的控制信号，用这条微指令的下地址字段，指明下一条微指令在控制器存储器中的地址,以便从控制器存储器中读出下一条微指令?换句话说，每一条微指令对应一条机器指令的一个执行步骤。 1微指令格式其中高八位为下地址字段?其余各位为控制字段? 1）址形成逻辑 TH —UNION 教学机利用器件形成下一条微指令在控制器存储器的地址? 下地址的形成由下地址字段及控制字段中的CI3—SCC控制.当为顺序执行时，下地址字段不起作用?下地址为当前微指令地址加1；当为转移指令（CI3—0=0011）时,由控制信号SCC提供转移条件，由下地址字段提供转移地址? 2）控制字段控制字段用以向各部件发送控制信号，使各部件能协调工作。控制字段中各控制信号有如下几类： ①对运算器部件为了完成数据运算和传送功能，微指令向其提供了24位的控制信号，包括：4位的A、B 口地址，用于选择读写的通用积存器3组3位的控制码I 8 - I 6、 I 5 —I 3、I 2 - I 6,用于选择结果处置方案、运算功能、数据来源。 3组共7位控制信号控制配合的两片GAL20V8 3位SST，用于控制记忆的状态标志位 2位SCI，用于控制产生运算器低位的进位输入信号 2位SSH，用于控制产生运算器最高，最地位（和积存器）移位输入信号 ②对内存储器I/O和接口部件，控制器主要向它们提供读写操作用到的全部控制信号，共3位，即MRW ③对CPU内部总线数据来源的控制，主要通过3位编码标记为DCD，来选择把哪一组数据发送到内部总线（IB）上。 ④对几个特定的积存器接受输入的控制，也通过了编码C标记为D （2），用来选择允许哪个积存器接受送个它的一组数据。 2.2实验目的：通过看懂教学计算机中已经设计好并正常运行的几条典型指令（例如，ADD

组合逻辑电路的分析与设计

第三章组合逻辑电路的分析和设计 [教学要求] 1.掌握逻辑代数的三种基本运算、三项基本定理、基本公式和常用公式； 2.掌握逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法； 3.了解最小项、最大项、约束项的概念及其在逻辑函数化简中的使用。 4.掌握组合逻辑电路的分析和设计方法； 5.了解组合电路中的竞争和冒险现象、产生原因及消除方法。 [教学内容] 1．逻辑代数的三种基本运算、三项基本定理、基本公式和常用公式 2．逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法 3．最小项、最大项、约束项的概念及其在逻辑函数化简中的使用 4．组合逻辑电路的分析方法 5．组合逻辑电路的设计方法 6．组合电路中的竞争和冒险现象、产生原因及消除方法组合逻辑电路――在任何时刻，输出状态只决定于同一时刻各输入状态的组合，而和先前状态无关的逻辑电路。组合逻辑电路具有如下特点：（1）输出、输入之间没有反馈延迟通路；（2）电路中不含记忆单元。 3.1 逻辑代数逻辑代数是分析和设计逻辑电路不可缺少的数学工具。逻辑代数提供了一种方法，即使用二值函数进行逻辑运算。逻辑代数有一系列的定律和规则，用它们对数学表达式进行处理，可以完成对电路的化简、变换、分析和设计。

一、逻辑代数的基本定律和恒等式常用逻辑代数定律和恒等式表：P90 加乘非基本定律结合律交换律分配律反演律（摩根定律）吸收律其他常用恒等式表中的基本定律是根据逻辑加、乘、非三种基本运算法则，推导出的逻辑运算的一些基本定律。对于表中所列的定律的证明，最有效的方法就是检验等式左边的函数和右边函数的真值表是否吻合。证明：证明如下：二、逻辑代数的基本规则

实验四：组合逻辑控制器实验

实验四：组合逻辑控制器实验一、实验目的 1、深入理解计算机控制器的功能和组成； 2、学习和掌握计算机各类典型指令的执行流程； 3、学习组合逻辑控制器的控制原理和相关技术。二、实验说明 1、TEC-XP+十算机的指令分类 TEC-2000指令系统按指令的功能和执行步骤可划分为A B C D四组： A组：主要完成通用寄存器之间的数据传送或运算，以及少数特殊操作，在取指后一步完成。基本指令：ADD，SUB，AND，OR，XOR，CMP，TEST，MVRR，INC，DEC，SHR，SHL，JR，JRC，JRNC，JRZ，JRNZ 扩展指令：ADC，SBB，NOT，RCL，RCR，ASR，STC，CLC，EI，DI ，JRS，JRNS， JMPR B 组：需完成一次主存读/ 写操作，或IO 读/ 写操作，在取指后二步完成。第一步向地址寄存器送入 16 位（或8位的I/O 端口）地址，第二步完成读、写操作。基本指令：LDRR，STRR，PUSH，POP，PSHF，POPF，MVRD，IN，OUT，JMPA， RET C 组：完成两次主存读/ 写操作（间址操作），在取指令后三步完成。第一次读出的数据是操作数的地址，读出后直接（或经过一次加法运算）将其送入地址寄存器，省掉第二次内存读/ 写操作的地址传送步骤。CALR指令先用第2步保存PC内容到堆栈，第3步把寄存器中的子程序入口地址传送到程序计数器PC中。扩展指令：CALR，LDRA，STRA，LDRX，STRX D组：完成两次内存的读、写操作，在取指之后四步完成。基本指令：CALA 扩展指令：TRET 8位指令操作码（记作“ IR15 - IR8”）的特殊含义： ①IR15 - IR14用于区分指令组，0X表示A组，10表示B组，11表示C D组； ②IR11用于区分C、D组，IR11=0为C组，IR11=1为D组； ③IR13 用于区分基本指令和扩展指令，基本指令为0，扩展指令为1。 ④IR12 用于简化控制器实现，暂定为0。 ⑤IR10 - IR8用于区分同一指令组的不同指令。 TEC-XP+勺基本指令已全部实现，扩展指令只完成了指令格式和执行流程的设计，控制信号的逻辑尚未实现，可由用户扩展实现。 2、TEC-XP+十算机的指令执行流程 TEC-2000计算机指令的执行流程由节拍发生器（即时序产生器）控制，节拍（即机器周期或CPU周期）用T4T3T2T1T0来编码，其中，在组合逻辑控制器中T4恒为0 （T4=0）。下图为TEC-2000的指令执行流程图，方框表示1个节拍（即机器周期），左上角为节拍的编码（用T3T2T1T0表示）。

计算机组成原理(3.5组合逻辑控制器设计)

组合逻辑电路的设计题目

数字电子电路与逻辑 刘可文主编 第五章 组合逻辑电路 答案

实验六 组合逻辑电路的设计与测试

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