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4用小规模集成电路进行组合逻辑电路设计

4用小规模集成电路进行组合逻辑电路设计
4用小规模集成电路进行组合逻辑电路设计

数字电路-04

用小规模集成电路进行组合逻辑电路设计实验

一.实验目的

1.掌握用小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法。

2.用实验验证所设计电路的逻辑功能。

二.实验原理

数字逻辑电路根据逻辑功能的不同特点分为两大类,一类叫做组合逻辑电路,另一类是时序逻辑电路。

组合逻辑电路任何时刻的输出仅取决于该时刻的输入信号,而与这一时刻输入信号作用前电路原来的状态没有任何关系。

根据实际给出的逻辑问题,求出实现这一逻辑功能的最佳逻辑电路,这就是组合逻辑电路设计所要完成的任务。由小规模集成电路(SSI)构成组合逻辑电路设计一般可分为以下5个步骤进行:

1.分析任务要求,确定输入和输出变量之间的逻辑关系,列出真值表。

2.根据真值表,写出逻辑表达式,并用布尔代数法或卡诺图法化简,得出最简的逻辑函数表达式。

3.按化简后的逻辑表达式,对照真值表进行功能检查,以确定所设计的电路是否符合要求。

4.按照具体情况对化简后的逻辑表达式进行整理,具体可能是:

从尽可能简单的角度来考虑选用元器件。

设计任务中规定了所用的电路类型,如规定用与非门、或非门、与或非门等。

从经济角度考虑选用价格便宜的元件或利用现有的元件来构成电路。

5.选用元件时,可以用同类型号的元件来实现相同的逻辑功能。对于小规模器件来说,应充分利用每个门的扇入系数,力求用最少量的门获得最佳效果。

组合逻辑电路设计的步骤也可用如图所示的框图来描述。

图4-1 组合逻辑电路设计过程框图

上图中的逻辑化简,是组合逻辑电路设计步骤中较重要的一步。为了确保逻辑电路结构简单以及使用器件较少,通常要求尽可能简化逻辑表达式,还要根据实际情况,使电路结构达到最佳。

前面几步只是完成了基本的逻辑设计任务,至于设计功能是否正确,电路是否稳定可靠,还需进行静态测试。也就是说根据真值表来改变输入变量,测出对应的输出值,验证电路的逻辑功能。下面通过一个例子说明组合逻辑电路设计过程。

例如,要求设计一个组合逻辑电路,将 8421BCD码变换为余3码。

①根据题意,列出真值表。

表4-1 代码转换电路真值表

②选择实验器件,写出逻辑函数表达式。

由于设计要求没有具体指定采用哪一种逻辑门电路,因此可以从门电路的种类、数量、速度等方面综合考虑,选择最佳的设计方案。首先根据代码转换真值表,化简后得出最简与或表达式。然后根据电路成本和信号处理速度两个指标变换函数式。变换的原则是应尽量利用公共项以减少逻辑门的数量和类别,同时要设法减少逻辑门的级数以减少信号传输延迟时间,以此得到最佳逻辑函数式。该电路的化简过程如下:用卡诺图对逻辑函数进行化简如图4-2 所示,即采用圈圈合并最小项的方法。

函数化简后乘积项的数目等于合并圈的数目,每个乘积项所含变量因子的大小,取决于合并圈的数目,每个合并圈应尽可能的扩大。化简后各输出的逻辑表达式为

图4-2 表4-1 对应的卡诺图

③画出逻辑电路原理图。

该电路采用了三种门电路,输入至输出的信号传输时间为两级门的延迟,速度相对较快。逻辑电路图如图4-3所示。

图4-3 代码转换逻辑电路原理图

三.实验预习要求

1.复习用SSI进行组合逻辑电路设计的相关内容。

2.根据实际任务要求,从设计过程到电路图实现,设计组合逻辑电路。

3.制定测试方法和步骤。

四.实验内容及步骤

1.使用若干与非门和异或门设计一个一位二进制全加器或全减器。

2.设计代码转换电路(如8421码转换为余3格雷码;8421码和余3码的代码转换电路)

3.如果将旅客列车分为特快、直快和慢车,它们的优先顺序为特快、直快和慢车,在同一时刻只能有一趟列车从车站开出,即只能给出一个开出信号。请设计一个满足上述要求的排队电路。

4.设计一个保险箱用的4位代码锁。该锁有A,B,C,D的输入端及一个开箱钥匙孔信号ON的输入端,当开箱时(ON=1),若输入的代码(例如ABCD=1011)与设定的代码相同,保险箱就打开(X=1);若代码不符,电路就发出报警信号(Y=1)。

①写出设计步骤,要求使用最佳设计方案来实现。

②连接实验电路并检测逻辑功能是否符合设计要求。

注:

(1)设计时要把控制要求抽象为二值逻辑命题,以确定输入、输出变量以及它们的逻辑关系。

(2)在实验进行中,插拔集成芯片或改变电路连接线时,一定要切断电源,否则集成芯片容易受到较大感应或电冲击,从而导致损坏。

(3)实验电路中的连接线长度要尽可能短,其目的是防止噪声干扰及减少传输时间。

五.实验设备和器材

名称数量型号

1.双踪示波器1台学校自备

2.函数信号发生器1台学校自备

3.直流电源1台5V

4.适配器1只SD128B

5.14芯IC插座3只SD143

6.4位输入器2只SD101

7.4位输出器1只SD102B

8.集成芯片若干74LS00 74LS10

74LS20 74LS86

9.连接导线若干P2

10.实验用6孔插件方板297mm×300mm

六.实验思考题

1.通过实验,你认为SSI组合逻辑电路设计的关键步骤是什么?

2.对于同一个命题,是否有不同的设计方案,比较各自的优缺点。

3.为防止集成电路的电源电压接反,而造成器件损坏,保护电路如何设计?

七.实验报告要求

1.根据各题实验任务,列出相应的真值表、画出卡诺图,写出最简的逻辑表达式,画出设计的逻辑电路图。

2.将设计的电路进行实验测试,并记录测试结果。

3.对实验中出现的问题进行分析。

4.实验体会和设计分析。

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 = 。 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。 A .电路未达到最简 B .电路有多个输出 C .电路中的时延 D .逻辑门类型不同 11.用取样法消除两级与非门电路中可能出现的冒险,以下说法哪一种是正确并优先考虑的 A .在输出级加正取样脉冲 B .在输入级加正取样脉冲 C .在输出级加负取样脉冲 D .在输入级加负取样脉冲 12.当二输入与非门输入为 变化时,输出可能有竞争冒险。 A .01→10 B .00→10 C .10→11 D .11→01 13.译码器74HC138的使能端321E E E 取值为 时,处于允许译码状态。 A .011 B .100 C .101 D .010 14.数据分配器和 有着相同的基本电路结构形式。 A .加法器 B .编码器 C .数据选择器 D .译码器 15.在二进制译码器中,若输入有4位代码,则输出有 个信号。 A .2 B .4 C .8 D .16 16.比较两位二进制数A=A 1A 0和B=B 1B 0,当A >B 时输出F =1,则F 表达式是 。 A . B A F = B .0101B B A A F ++= .0011B A B A F ++=

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。

组合逻辑电路习题答案

第3章 组合逻辑电路 试分析图所示组合逻辑电路的逻辑功能,写出逻辑函数式,列出真值表,说明电路完成的逻辑功能。 (b) (c) (a)A B C D L =1 =1 =1 C 2 L 1L 2L 3 图 题图 解:由逻辑电路图写出逻辑函数表达式: 图a :D C B A L ⊕⊕⊕= 图b :)()(21B A C AB B A C AB L C B A L ⊕+=⊕=⊕⊕= 图c :B A B A L B A A B B A B A L B A B A L =+=+=+++==+=321 由逻辑函数表达式列写真值表: A B C D L 0 0 0 0 00 0 0 1 10 0 1 0 10 0 1 1 00 1 0 0 10 1 0 1 00 1 1 0 00 1 1 1 11 0 0 0 11 0 0 1 01 0 1 0 01 0 1 1 11 1 0 0 01 1 0 1 11 1 1 0 11 1 1 1 0 A B C L 1L 2 0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 11 1 0 0 11 1 1 1 1 A B L 1L 20 0 0 1 0L 3 0 1 0 0 11 0 1 0 01 1 0 1 0 由真值表可知:图a 为判奇电路,输入奇数个1时输出为1;图b 为全加器L 1为和,L 2为进位;图c 为比较器L 1为1表示A>B ,L 2为1表示A=B, L 3为1表示A

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。

门电路与组合逻辑电路

第七章门电路与组合逻辑电路 习题一 一、选择题 1. 三态门输出高阻状态时,是正确的说法。 A.用电压表测量指针不动 B.相当于悬空 C.电压不高不低 D.测量电阻指针不动 2. 以下电路中可以实现“线与”功能的有。 A.与非门 B.三态输出门 C.集电极开路门 D.漏极开路门 3.以下电路中常用于总线应用的有。 A.T S L门 B.O C门 C.漏极开路门 D.C M O S与非门 4.逻辑表达式Y=A B可以用实现。 A.正或门 B.正非门 C.正与门 D.负或门 5.T T L电路在正逻辑系统中,以下各种输入中相当于输入逻辑“1”。 A.悬空 B.通过电阻 2.7kΩ接电源 C.通过电阻 2.7kΩ接地 D.通过电阻510Ω接地 6.对于T T L与非门闲置输入端的处理,可以。 A.接电源 B.通过电阻3kΩ接电源 C.接地 D.与有用输入端 并联 7.要使T T L与非门工作在转折区,可使输入端对地外接电阻R I。 A.>R O N B.<R O F F C.R O F F<R I<R O N D.>R O F F 8.三极管作为开关使用时,要提高开关速度,可。 A.降低饱和深度 B.增加饱和深度 C.采用有源泄放回路 D.采用抗饱和三极管 9.C M O S数字集成电路与T T L数字集成电路相比突出的优点是。 A.微功耗 B.高速度 C.高抗干扰能力 D.电源范围宽 10.与C T4000系列相对应的国际通用标准型号为。 A.C T74S肖特基系列 B.C T74L S低功耗肖特基系列 C.C T74L低功耗系列 D.C T74H高速系列 二、判断题(正确打√,错误的打×) 1.TTL与非门的多余输入端可以接固定高电平。() 2.当TTL与非门的输入端悬空时相当于输入为逻辑1。() 3.普通的逻辑门电路的输出端不可以并联在一起,否则可能会损坏器件。() 4.两输入端四与非门器件74LS00与7400的逻辑功能完全相同。() 5.CMOS或非门与TTL或非门的逻辑功能完全相同。()

组合逻辑电路练习题和答案

第2章习题 一、单选题 1.若在编码器中有50个编码对象,则输出二进制代码位数至少需要( B )位。 A)5 B)6 C)10 D)50 2.一个16选1的数据选择器,其选择控制(地址)输入端有( C )个,数据输入端有( D )个,输出端有( A )个。 A)1 B)2 C)4 D)16 3.一个8选1的数据选择器,当选择控制端S2S1S0的值分别为101时,输出端输出( D )的值。 A)1 B)0 C)D4D)D5 4.一个译码器若有100个译码输出端,则译码输入端至少有( C )个。 A)5 B)6 C)7 D)8 5.能实现并-串转换的是( C )。 A)数值比较器B)译码器C)数据选择器D)数据分配器 6.能实现1位二进制带进位加法运算的是( B )。 A)半加器B)全加器C)加法器D)运算器 7.欲设计一个3位无符号数乘法器(即3×3),需要()位输入及( D )位输出信号。A)3,6 B)6,3 C)3,3 D)6,6 8.欲设计一个8位数值比较器,需要()位数据输入及( B )位输出信号。 A)8,3 B)16,3 C)8,8 D)16,16 9. 4位输入的二进制译码器,其输出应有( A )位。 A)16 B)8 C)4 D)1 二、判断题 1. 在二——十进制译码器中,未使用的输入编码应做约束项处理。() 2. 编码器在任何时刻只能对一个输入信号进行编码。()

3. 优先编码器的输入信号是相互排斥的,不容许多个编码信号同时有效。( ) 4. 编码和译码是互逆的过程。( ) 5. 共阴发光二极管数码显示器需选用有效输出为高电平的七段显示译码器来驱动。( ) 6. 3位二进制编码器是3位输入、8位输出。( ) 7. 组合逻辑电路的特点是:任何时刻电路的稳定输出,仅仅取决于该时刻各个输入变量的取值,与电路原来的状态无关。( ) 8. 半加器与全加器的区别在于半加器无进位输出,而全加器有进位输出。( ) 9. 串行进位加法器的优点是电路简单、连接方便,而且运算速度快。( ) 10. 二进制译码器的每一个输出信号就是输入变量的一个最小项。( ) 11. 竞争冒险是指组合电路中,当输入信号改变时,输出端可能出现的虚假信号。( ) 三、综合题 1.如图所示逻辑电路是一个什么电路,当A 3~A 0输入0110,B 3~B 0输入1011,Cin 输入1时,Cout 及S 3~S 0分别输出什么 +A 3B 3C in 3C out +++A 2B 2A 1B 1A 0B 0210 答:图中所示电路是4位串行进位全加器电路 C out =1,S 3S 2S 1S 0=0001 2.使用门电路设计一个4选1的数据选择 器,画出逻辑图。 解:4选1数据选择器有4个数据输入 端(D 0D 1D 2D 3),2个选择输入端(S 1S 0),1个 数据输出端(Y )。真值表如下: D S 1 S 0 Y

最新数电组合逻辑电路设计

数电——组合逻辑电路设计 实现四位二进制无符号数乘法计算学号 姓名 专业通信工程 日期 2017.4.29

一、设计目的 设计一个乘法器,实现两个四位二进制数的乘法。两个二进制数分别是被乘数3210A A A A 和乘数3210B B B B 。被乘数和乘数这两个二进制数分别由高低电平给出。乘法运算的结果即乘积由两个数码管显示。其中显示低位的数码管是十进制的;显示高位的数码管是二进制的,每位高位片的示数都要乘以16再与低位片相加。所得的和即是被乘数和乘数的乘积。做到保持乘积、输出乘积,即认为实验成功,结束运算。 二、设计思路 将乘法运算分解为加法运算。被乘数循环相加,循环的次数是乘数。加法运算利用双四位二进制加法器74LS283实现,循环次数的控制利用计数器74LS161、数码74LS85比较器实现。运算结果的显示有数码管完成,显示数字的高位(进位信号)由计数器74LS161控制。 以54 为例。被乘数3210A A A A 是5,输入0101;乘数3210B B B B 是4,输入0100.将3210A A A A 输入到加法器的A 端,与B 端的二进制数相加,输出的和被送入74LS161的置数端(把这个计数器成为“置数器”)。当时钟来临,另一个74LS161(被称之为“计数器”)计1,“置数器”置数,返回到加法器的B 端,再与被乘数3210A A A A 相加……当循环相加到第四个时钟的时候,“计数器”计4,这个4在数码比较器74LS85上与乘数3210B B B B 比较,结果是相等,A=B 端输出1,经过反相器后变为0返回到被乘数输入电路,截断与门。至此,被乘数变为0000,即便是再循环相加,和也不变。这个和,是多次循环相加的和,就是乘积。高位显示电路较为独立,当加法器产生了进位信号,CA 端输出了一个高电平脉冲,经过非门变为下

门电路及组合逻辑电路复习答案

第九章 门电路及组合逻辑电路 一、填空题 1、模拟信号的特点是在 和 上都是 变化的。(幅度、时间、连续) 2、数字信号的特点是在 和 上都是 变化的。(幅度、时间、不连续) 3、数字电路主要研究 与 信号之间的对应 关系。(输出、输入、逻辑) 4、最基本的三种逻辑运算是 、 、 。(与、或、非) 5、逻辑等式三个规则分别是 、 、 。(代入、对偶、反演) 6、逻辑函数常用的表示方法有 、 和 。(真值表、表达式、卡诺图、逻辑图、波形图五种方法任选三种即可) 7、半导体二极管具有 性,可作为开关元件。(单向导电) 8、半导体二极管 时,相当于短路; 时,相当于开路。(导通、截止) 9、半导体三极管作为开关元件时工作在 状态和 状态。(饱和、截止) 10、在逻辑门电路中,最基本的逻辑门是 、 和 。(与门、或门、非门) 11、与门电路和或门电路具有 个输入端和 个输出端。(多、一) 12、非门电路是 端输入、 端输出的电路。(单、单) 13、根据逻辑功能的不同特点,逻辑电路可分为两大类: 和 。(组合逻辑电路、时序逻辑电路) 14、组合逻辑电路主要是由 、 和 三种基本逻辑门电路构成的。(与门、或门、非门) 15、(1)2(10011011)(= 8)(= 16) 答:233、9B (2)16()(AE = 2)(= 8) 答:10101110、256 (3)()125(10= 2) (4)()375.13(10= 2) 答:(1)1111101(2)1101.011 二、判断题 1、十进制数74转换为8421BCD 码应当是BCD 8421)01110100(。 (√) 2、十进制转换为二进制的时候,整数部分和小数部分都要采用除2取余法。(╳) 3、若两个函数相等,则它们的真值表一定相同;反之,若两个函数的真值表完全相同,则这两个函数未必相等。(╳)

组合逻辑电路例题终版.doc

【例题1】设计一个投票表决器,三个投票人分别为A 、B 、C ,按规定只要二人以上同意才能通过。 解:设投同意票为“1”表示,不同意票为“0”;输出为“1”表示通过,为“0”表示不通过。 第一步:由逻辑关系列出真值表 第二步:由真值表写出逻辑函数表达式 第三步:化简逻辑函数表达式 ◆用卡诺图化简 ◆用代数法化简如下 第四步 由化简后的逻辑表达式画出逻辑电路图 7 653111*********m m m m ABC C AB C B A BC A F +++=真值表 ∑= ) 7,6,5,3(m F AB BC AC AB BC AC AB BC AC F ??=++=++=AB BC AC AB BC AC AB BC AC A C C B AC C AB B A C B A B A A C AB A B B C C AB C B A BC C AB C B A A A BC ABC C AB C B A BC A F ??=++=++=++=++=+=+++=++=+++=+++=)()()()()(

F高电平时,三极管导通,灯亮;低电平时三极管截止,灯灭。 【例题2】某汽车驾驶员培训班进行结业考试。有三名评判员,其中A为主评判员,B、C 为副评判员。评判时按少数服从多数原则,但若主评判认为合格,也可通过。试用与非门构成逻辑电路实现评判的规定。 解:(1)根据逻辑设计要求,设定三个输入变量A、B、C,并规定如下:主评判A意见:A=1认为合格;A=0认为不合格 副评判B意见:B=1认为合格;B=0认为不合格 副评判C意见:C=1认为合格;C=0认为不合格 设输出变量Y:Y=1认为通过;Y=0认为不通过 (2)列真值表 (3)根据真值表写出逻辑表达式 (4)用卡诺图化简 (5)画出逻辑电路图 【例题3】有一火灾报警系统,设有烟感、温感、紫外光感三种不同类型的火灾探测器。为了防止误报警,只有当其中有两种或两种以上类型的探测器发出火灾探测信号时,报警系统才产生报警控制信号,试设计产生报警控制信号的电路。 [解](1)根据逻辑要求设置逻辑输入、输出变量。 用A、B、C分别代表烟感、温感、紫外光感三种探测器的探测输出信号,作为报警控制电路的输入变量,以“1”表示高电平,“0”表示低电平,高电平表示有火灾报警,低电平表示无火灾报警; F为报警控制电路的输出,以“1”表示高电平,“0”表示低电平,同样高电平表示有火灾报警,低电平表示无火灾报警。 真值表 ∑ = + + + + = + + + + = )7,6,5,4,3( 7 6 5 4 3 m m m m m m ABC C AB C B A C B A BC A Y A BC A BC A BC Y ? = + = + =

第六章-几种常用的组合逻辑电路试题及答案

第六章几种常用的组合逻辑电路 一、填空题 1、(8-1易)组合逻辑电路的特点是:电路在任一时刻输出信号稳态值由决定(a、该时刻电路输入信号;b、信号输入前电路原状态),与无关(a、该时刻电路输入信号;b、信号输入前电路原状态),属于(a、有;b、非)记忆逻辑电路。 2、(8-2易)在数字系统中,将具有某些信息的符号变换成若干位进制代码表示,并赋予每一组代码特定的含义,这个过程叫做,能实现这种 功能的电路称为编码器。一般编码器有n个输入端,m个输出端,若输入低电平有效,则在任意时刻,只有个输入端为0,个输入端为1。对于优先编码器,当输入有多个低电平时,则。 3、(8-3易,中)译码是的逆过程,它将转换成。译码器有多个输入和多个输出端,每输入一组二进制代码,只有个输出端有效。n 个输入端最多可有个输出端。 4、(8-2易)74LS148是一个典型的优先编码器,该电路有个输入端和个输出端,因此,又称为优先编码器。 5、(8-4中)使用共阴接法的LED数码管时,“共”端应接,a~g应接输出有效的显示译码器;使用共阳接法的LED数码管时,“共”端应接,a~g应接输出有效的显示译码器,这样才能显示0~9十个数字。 6、(8-4中)译码显示电路由显示译码器、和组成。 7.(8-4易)译码器分成___________和___________两大类。 8.(8-4中)常用数字显示器有_________,_________________,____________等。 9.(8-4中)荧光数码管工作电压_______,驱动电流______,体积_____,字形清晰美观,稳定可靠,但电源功率消耗______,且机械强度_____。 10.(8-4中)辉光数码管管内充满了_________,当它们被______时,管子就发出辉光。 11.(8-4易)半导体发光二极管数码管(LED)可分成_______,_______两种接法。 12.(8-4中)发光二极管正向工作电压一般为__________。为了防止二极管过电流而损坏,使用时在每个二极管支路中应______________。 13.(8-3中)单片机系统中,片内存储容量不足需要外接存储器芯片时,可用_________作高位地址码。 14.(8-3中)数字系统中要求有一个输入端,多个数据输出端,可用_________输入端作为

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: (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 (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: (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:

(完整版)第九章门电路及组合逻辑电路复习答案

第九章门电路及组合逻辑电路 一、填空题 1、 模拟信号的特点是在 ______ 和 ______ 上都是 __________ 变化的。(幅度、时间、连续) 2、 数字信号的特点是在 ______ 和 ______ 上都是 __________ 变化的。(幅度、时间、不连续) 3、 数字电路主要研究 ______ 与 ______ 信号之间的对应 ________ 关系。(输出、输入、逻辑) 4、 最基本的三种逻辑运算是 _______ 、 ________ 、 _________ 。(与、或、非) 5、 逻辑等式三个规则分别是 _______ 、 ________ 、 _________ 。(代入、对偶、反演) 6 逻辑函数常用的表示方法有 _________ 、 ________ 和 __________ o (真值表、表达式、卡诺图、逻 辑图、波形图五种方法任选三种即可) 7、 半导体二极管具有 ______ 性,可作为开关元件。(单向导电) 8、 半导体二极管 __________ 时,相当于短路; ______ 时,相当于开路。(导通、截止) 9、 半导体三极管作为开关元件时工作在 __________ 状态和 ___________ 状态。(饱和、截止) 10、 在逻辑门电路中,最基本的逻辑门是 _____ 、 ______ 和 ______ o (与门、或门、非门) 11、 与门电路和或门电路具有 _____ 个输入端和 _____ 个输出端。(多、一) 12、 非门电路是 ___ 端输入、 _______ 端输出的电路。(单、单) 13、 根据逻辑功能的不同特点,逻辑电路可分为两大类: _________ 和 ________ 。(组合逻辑电路、 、判断题 1、十进制数74转换为8421BC [码应当是(01110100) 8421 BCD 。 (V ) 2、 十进制转换为二进制的时候,整数部分和小数部分都要采用除 2取余法。(X ) 3、 若两个函数相等,贝尼们的真值表一定相同;反之,若两个函数的真值表完全相同,贝U 这两个 函数未必相等。(X ) 4、 证明两个函数是否相等,只要比较它们的真值表是否相同即可。 (V ) 时序逻辑电路) 14、组合逻辑电路主要是由 ____ 、 ____ 和 15、 (1) (10011011)2 ( )8 ( (2) (AE )16 ( ) 2 ( )8 (3) (125)10 ( ) 2 (4) (13.375)10 ( )2 答:(1) _三种基本逻辑门电路构成的。(与门、或门、非门) )16 答:233、9B 答:10101110 256 1111101 (2) 1101.011

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

门电路和组合逻辑电路

第十六章 门电路和组合逻辑电路 一 选择题 1、下列逻辑表达式正确的是( )。 .0A A A += .11B A ?= .C A AB A B +=+ .D A AB AB += 2、时序逻辑电路中,以下说法正确的是( )。 A 、电路中任意时刻的输出只取决于当时的输入信号,与电路原来的 状态无关。 B 、电路中任意时刻的输出不仅与当时的输入信号有关,同时还取决于 电路原来的状态。 C 、电路中任意时刻的输出只取决于电路原来的状态,与当时的输入 信号无关。 D 、以上均不正确。 3、数据选择器的地址输入端有2个时,最多可以有( )个数据信号 输入。 A 、1 B 、2 C 、4 D 、8 4、数据选择器的地址输入端有3个时,最多可以有( )个数据信号输入。 A 、4 B 、6 C 、8 D 、16 5、组合逻辑电路中,以下说法正确的是( )。 A 、电路中任意时刻的输出只取决于当时的输入信号,与电路原来的状态无关。 B 、电路中任意时刻的输出不仅与当时的输入信号有关,同时还取决于电路原来的状态。 C 、电路中任意时刻的输出只取决于电路原来的状态,与当时的输入信号无关。 D 、以上均不正确。 6、下列几种TTL 电路中,输出端可实现线与功能的电路是( )。 A 、或非门 B 、与非门 C 、异或门 D 、OC 门 7、数据选择器有10个数据信号输入端时,至少得有( )个地址输入端。 A 、2 B 、3 C 、4 D 、5 8、以下哪个电路不是组合逻辑电路( )。 A 、编码器 B 、计数器 C 、译码器 D 、加法器

9、下列逻辑表达式正确的是( )。 .0A A A += .11B A ?= .C A AB A B +=+ .D A AB AB += 10、衡量集成逻辑电路优劣的因数是用它的:( ) A .增益×带宽; B .传输延迟时间×功耗; C .扇出系数×传输延迟时间; D .噪声容限×功耗。 11、以下诸论述中,唯一正确的是:( ) A .可以用OC 门构成电平变换电路; B .ECL 门电路主要用于集成度要求高的场合; C .CM0S 器件不可以和TTL 器件兼容; D .CMOS 器件的电源电压使用范围特别小,对电源的准确性要求严格. 12、集成门电路(不论是与、或、与非…等)的输入端若超过了需要,则这些多余的输入端应按哪种方式去处置才是正确的?( ) A .让它们开路; B .让它们通过电阻接最高电平(例如电源电压); C .让它们接地,或接电源的最低电平; D .让它们和使用中的输入端并接。 13、 以下表达式中符合逻辑运算法则的是( ) A.C ·C=C 2 B.1+1=10 C.0<1 D.A+1=1 14、 当逻辑函数有n 个变量时,共有( )个变量取值组合? A. n B. 2n C. n 2 D. 2n 15、. 逻辑函数的表示方法中具有唯一性的是( ) A .真值表 B.表达式 C.逻辑图 D.卡诺图 16、F=A B +BD+CDE+A D=( ) A.D B A + B.D B A )(+ C.))((D B D A ++ D.))((D B D A ++ 二 填空题 1.电子电路按功能可分为 电路和 电路。 2.根据电路的结构特点及其对输入信号响应规则的不同,数字电路可分为 和 。 3.数字电路的分析方法主要用 、功能表、 、波形图。 4.数字信号是一系列时间和数值都 的信号。 5.在数字电路中有两种数字逻辑状态分别是逻辑 和逻辑 。 6.逻辑函数F=)(B A A ⊕⊕ =

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

第20章习题2-门电路和组合逻辑电路

20章 组合电路 20-0XX 选择与填空题 20-1XX 画简题 20-2XX 画图题 20-3XX 分析题 20-XX 设计题 十二、[共8分]两个输入端的与门、 或门和与非门的输入波形如图 12 所示, 试画出其输出信号的波形。 解: 设与门的输出为F 1, 或门的输出为F 2,与非门的输出为F 3,根据逻辑关系其输出波形如图所示。 20-0XX 选择与填空题 20-001试说明能否将与非门、或非门、异或门当做反相器使用?如果可以,其他输入端应如何连接? 答案 与非门当反相器使用时,把多余输入端接高电平 或非门当反相器使用时,把多余输入端接低电平 A B F 1F 2F 3 (a) (b)

异或门当反相器使用时,把多余输入端接高电平 20-002、试比较TTL 电路和CMOS 电路的优、缺点。 答案 COMS 电路抗干扰能力强,速度快,静态损耗小,工作电压范围宽, 有取代TTL 门电路的趋势。 20-003简述二极管、三极管的开关条件。 答案 二极管:加正向电压导通,相当于开关闭合;反向电压截止,相当于 开关断开。三极管:U BE <0V 时,三极管可靠截止,相当于开关断开; i B 》I BS 时,三极管饱和,相当于开关闭合。 20-0004、同或运算关系,当两输入不相等时,其输出为1;异或运算关系,当两输入相等时,其输出为0; 20-0005、 若各门电路的输入均为A 和B ,且A=0,B=1;则与非门的输出为 _________,或非门的输出为___ ___,同或门的输出为__ __。 20-0006、逻辑代数中有3种基本运算: 、 和 。 A. 或非,与或,与或非 B. 与非,或非,与或非 C. 与非,或,与或 D. 与,或,非 20-0007、逻辑函数有四种表示方法,它们分别是( )、( )、( )和( )。 20-0008、将2004个“1”异或起来得到的结果是( )。 20-0009、是8421BCD 码的是( )。 A 、1010 B 、0101 C 、1100 D 、1101 2)、和逻辑式BC A A + 相等的是( )。 A 、ABC B 、1+B C C 、A D 、BC A + 3)、二输入端的或非门,其输入端为A 、B ,输出端为Y ,则其表达式 Y= ( )。 A 、A B B 、AB C 、B A + D 、A+B

组合逻辑电路习题解答

v1.0 可编辑可修改 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 = 。 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。 A .电路未达到最简 B .电路有多个输出 C .电路中的时延 D .逻辑门类型不同 11.用取样法消除两级与非门电路中可能出现的冒险,以下说法哪一种是正确并优先考虑的 A .在输出级加正取样脉冲 B .在输入级加正取样脉冲 C .在输出级加负取样脉冲 D .在输入级加负取样脉冲 12.当二输入与非门输入为 变化时,输出可能有竞争冒险。

组合逻辑电路设计例题

9.4、组合逻辑电路的分析与设计习题 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; (2)写出逻辑函数式; (3)用基本门画出实现上述逻辑功能的逻辑电路图。 解:(1)列真值表: (3)逻辑电路图: A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 (2)逻辑函数式: )()(___ ___ ___ ___ B A C B A B A C C B A BC A F ⊕=+=+= 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。 解:(1)真值表: (3)逻辑电路图 A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 (2)逻辑函数表达式 BC AC A B C B A B C C B A BC C B A ABC BC A ABC C B A BC A F +=+=+=+=++=++=)()(___ ___ ___ ___ ___ ___ A BC 00 01 11 10 0 0 0 1 0 1 0 1 1 & 00 00 & 00 00 >=1 A B C F 1 1 = & A F B C >=1 & A F B C

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