实验一门电路逻辑功能及逻辑变换
一、实验目的
1、熟悉门电路逻辑功能及测试方法。
2、熟悉门电路的逻辑变换方法。
3、熟悉数字电路实验箱的使用方法。
二、实验仪器
1、示波器1台
2、数字电路实验箱1台
3、器件
74LS00 二输入端四与非门2片
74LS20 四输入端双与非门1片
74LS86 二输入端四异或门1片
74LS04 六反相器1片
三、实验原理
集成逻辑门是最基本的集成数字部件，任何复杂的逻辑电路都可以用多个逻辑门通过适当的连接方式组合而成。目前，虽然中、大规模数字集成器件的应用已很普遍，在设计数字电路时，不必从单个逻辑门出发去组合，但为了满足所有数字电路的需要，各种逻辑门电路仍然是不可缺少的。
基本逻辑门有与门、或门和非门。除基本门以外，常用的门电路还有与非门、或非门、异或门等。其中与非门有较强的通用性，其通用性在于任何复杂的逻辑电路都可以用多个与非门组合而成，而且用与非门可以组合成其它各种逻辑门。下面以异或逻辑为例，介绍用与非门组成其它逻辑门的方法和步骤。
（1）利用逻辑代数将异或逻辑表达式变换成与非逻辑表达式。变换过程如下：Y+
=
A
B
B
A
A
A+
=
B
+
+
(
)
B
)
(B
A
A+
=
AB
B
AB
A
=（1-14-1）
AB
B
AB
（2）按与非逻辑表达式画出与非门组成的逻辑图。图1-14-1为用与非门实现异或逻辑的逻辑图。
图1-14-1 用与非门实现异或逻辑的逻辑图
三、实验内容及步骤
1、测试门电路逻辑功能
（1）选用双四输入与非门74LS20一只，
按图1-14-2接线，输入端接逻辑电平开关，
输出端接电平显示发光二极管。
（2）将逻辑电平开关按表1-14-1置位，
分别测输出电压及逻辑状态。
图1-14-2
表1-14-1
2、异或门逻辑功能测试
图1-14-3
（1）选二输入四异或门电路74LS86，按图1-14-3接线，输入端1、2、4、5接电平开关，输出端A、B、Y接电平发光二极管。
（2）将电平开关按表1-14-2置位，将结果填入表中。
3、逻辑电路的逻辑关系
（1）用二片74LS00按图1-14-4，图1-14-5接线，将输入输出逻辑关系分别填入表1-14-3、表1-14-4中。
（2）写出上面两个电路逻辑表达式。
表1-14-2
表1-14-3
表1-14-4
图1-14-5
4、逻辑门传输延迟时间的测量。
用六反相器（非门）按图1-14-6接线，输入200KH Z 连续脉冲，用双踪示波器测输入，输出相位差，计算每个门的平均传输延迟时间的pd t 值。
图1-14-6
5、利用与非门控制输出。
用1片74LS00按图1-14-7接线，S 接任一
电平开关，用示波器观察S 对输出脉冲的控制作用。
6、用与非门组成其它门电路并测试验证。 （1）组成或非门。
用一片二输入端四与非门组成或非门
B A B A B A Y =?=+=
画出电路图，测试并填表1-14-5。 （2）组成异或门
a 将异或门表达式转化为与非门表达式。
b 画出逻辑电路图。
c 测试并填表1-14-6
表1-14-5 表1-14-6
五、实验报告
1、按各步骤要求填表并画逻辑图。
2、回答问题：
（1）怎样判断门电路逻辑功能是否正常？
（2）与非门一个输入端接连续脉冲，其余输入端什么状态时允许脉冲通过？什么状态时禁止脉冲通过?
实验二组合逻辑电路的设计 一、实验目的 1.掌握组合逻辑电路的设计方法及功能测试方法。 2.熟悉组合电路的特点。 二、实验仪器及材料 a) TDS-4数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。 b) 参考元件：74LS86、74LS00。 三、预习要求及思考题 1．预习要求： 1）所用中规模集成组件的功能、外部引线排列及使用方法。 2) 组合逻辑电路的功能特点和结构特点. 3) 中规模集成组件一般分析及设计方法. 4）用multisim软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。 2.思考题 在进行组合逻辑电路设计时，什么是最佳设计方案 四、实验原理 1．本实验所用到的集成电路的引脚功能图见附录 2.用集成电路进行组合逻辑电路设计的一般步骤是： 1）根据设计要求，定义输入逻辑变量和输出逻辑变量，然后列出真值表； 2）利用卡络图或公式法得出最简逻辑表达式，并根据设计要求所指定的门电路或选定的门电路，将最简逻辑表达式变换为与所指定门电路相应的形式； 3）画出逻辑图； 4）用逻辑门或组件构成实际电路，最后测试验证其逻辑功能。 五、实验内容 1．用四2输入异或门（74LS86）和四2输入与非门（74LS00）设计一个一位全加器。 1）列出真值表,如下表2-1。其中A i、B i、C i分别为一个加数、另一个加数、低位向本位的进位；S i、C i+1分别为本位和、本位向高位的进位。 A i B i C i S i C i+1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 10 1 1 1 00 1 1 1 1 1 1 2）由表2-1全加器真值表写出函数表达式。
数字电路实验：基本逻辑门 一、实验目的 研究TTL 门电路的性能及测试方法。 二、实验仪器 (1) 双线示波器 （2）数字万用表 (3) TES-1电子技术学习机 三、实验内容 实验10.1 TTL 与非门7400逻辑功能的测试 1. 将输出Y 接发光二极管（Y=1时二极管亮；否则灭），改变A 、B 的电平值，记录实验结果，并将该结果列成真值表形式。 2. 在A 端加入连续脉冲（频率f=1Hz ），将输出Y 接发光二极管。当B 端分别接+5伏和0伏时，观察Y 端的输出变化，验证逻辑“0”对与非门的封锁作用。 A B Y 图10.1 实验10.2 TTL 与非门7400传输延迟时间的测量 按图10.2接线，输入端接1MHz 连续脉冲，通过用示波器观察其输入、输出波形相位差的办法，测量出四个与非门的累计传输延迟时间。 实验10.3 TTL 与非门7400电压传输特性的测定 按图10.3接线。 U i 接直流稳压电源，调节U i 使之在0~5V 范围内变化（注意：U i 值不能≥6V ，否则将损坏芯片），测出U o 随U i 变化的值，将它们填入表10.1中，并用曲线表示之，试粗糙确定U T 值。 u i u o 图10.2 +5V Uo
实验10.4 TTL 与非门7400输入端特性测试 按图10.4接线。 改变B 端所接的电阻值，分别测量并纪录相应的电压U B 及U o ，将结果填入表10.2中。 四、总结要求 (1) 根据表21.1，画出与非门7400的电压传输曲线。 (2) 根据表21.2，总结与非门7400的输入端特性。 表10.1 表10.2 +5V Uo 图10.4
《数字逻辑电路》习题及参考答案 一、单项选择题 1．下列四个数中最大的数是( B ) A.(AF)16 B.(001010000010)8421BCD C.(10100000)2 D.(198)10 2．将代码(10000011)8421BCD 转换成二进制数为（ B ） A.(01000011)2 B.(01010011)2 C.(10000011)2 D.(000100110001)2 3．N 个变量的逻辑函数应该有最小项（ C ） A.2n 个 B.n2 个 C.2n 个 D. (2n-1)个 4．下列关于异或运算的式子中，不正确的是( B ) A.A ⊕ A=0 B. A ⊕A =0 C.A ⊕ 0=A D.A ⊕ 1= A 5．下图所示逻辑图输出为“1”时，输入变量（ C ） ABCD 取值组合为 A．0000 B．0101 C．1110 D．1111 6．下列各门电路中，( B )的输出端可直接相连，实现线与。 A.一般TTL 与非门 B.集电极开路TTL 与非门 C.一般CMOS 与非门 D.一般TTL 或非门 7．下列各触发器中，图( B )触发器的输入、输出信号波形图如下图所示。 8．n 位触发器构成的扭环形计数器，其无关状态数有( B )个。 A.2n-n B.2n-2n C.2n D.2n-1
n 9．下列门电路属于双极型的是 ( A ) A.OC 门 B.PMOS C.NMOS D.CMOS 10．对于钟控 RS 触发器，若要求其输出“0”状态不变，则输入的 RS 信号应为( A ) A.RS=X0 B.RS=0X C.RS=X1 D.RS=1X 11．下列时序电路的状态图中，具有自启动功能的是( B ) 12．多谐振荡器与单稳态触发器的区别之一是( C ) A.前者有 2 个稳态，后者只有 1 个稳态 B.前者没有稳态，后者有 2 个稳态 C.前者没有稳态，后者只有 1 个稳态 D.两者均只有 1 个稳态，但后者的稳态需要一定的外界信号维持 13．欲得到 D 触发器的功能，以下诸图中唯有图（ A ）是正确的。 14．时序逻辑电路的一般结构由组合电路与（ B ）组成。 A ．全加器 B ．存储电路 C ．译码器 D ．选择器 15．函数 F= AB +AB 转换成或非－或非式为（ B ） A. A + B + A + B B. A + B + A + B C. AB + AB D. A + B + A + B 16．图示触发器电路的特征方程 Q n+1 =（ A ） A.T Q + TQ n B. TQ +TQ n n C. Q
实验一常用基本逻辑门电路功能测试 一、实验目的 1.验证常用门电路的逻辑功能。 2.了解常用74LS系列门电路的引脚分布。 3.根据所学常用集成逻辑门电路设计一组合逻辑电路。 二、实验原理 集成逻辑门电路是最简单、最基本的数字集成元件。任何复杂的组合电路和时序电路都可用逻辑门通过适当的组合连接而成。目前已有门类齐全的集成门电路,例如“与门”、“或门”、“非门”、“与非门”等。虽然,中、大规模集成电路相继问世,但组成某一系统时,仍少不了各种门电路。因此,掌握逻辑门的工作原理,熟练、灵活地使用逻辑门是数字技术工作者所必备的基本功之一。 TTL门电路 TTL集成电路由于工作速度高、输出幅度较大、种类多、不易损坏而使用较广,特别对学生进行实验论证,选用TTL电路比较合适。因此,本书大多采用74LS（或74）系列TTL 集成电路。它的工作电源电压为5V土0.5V,逻辑高电平1时≥2.4V,低电平0时≤0.4V。2输入“与门”,2输入“或门”,2输入、4输入“与非门”和反相器的型号分别是：74LS08:2输入端四“与门”,74LS32:2输入端四“或门”,74LS00:2输入端四“与非门”,74LS20:4输入端二“与非门”和74LS04六反相器（“反相器”即“非门”）。各自的逻辑表达式分别为：与门Q=A?B,或门Q=A+B,与非门Q=A.B,Q=A.B.C.D,反相器Q=A。
TTL集成门电路集成片管脚分别对应逻辑符号图中的输入、输出端,电源和地一般为集成片的两端,如14管脚集成片,则7脚为电源地（GND）,14脚为电源正（V cc）,其余管脚为输入和输出,如图1所示。 管脚的识别方法是：将集成块正面（有字的一面）对准使用者,以左边凹口或小标志点“ ? ”为起始脚,从下往上按逆时针方向向前数1、2、3、…… n脚。使用时,查找IC 手册即可知各管脚功能。 图1 74LS08集成电路管脚排列图 三、实验内容与步骤 TTL门电路逻辑功能验证 （1）与门功能测试：将74LS08集成片（管脚排列图1）插入IC空插座中,输入端接逻辑开关,输出端接LED发光二极管,管脚14接+5V电源,管脚7接地,即可进行实验。将结果用逻辑“0”或“1”来表示并填入表1中。
自我检测题 1．（26.125）10=（11010.001）2 =（1A.2）16 2．（100.9375）10=（1100100.1111）2 3．（1011111．01101）2=（ 137.32 ）8=（95.40625）10 4．（133.126）8=（5B.2B ）16 5．（1011）2×（101）2=（110111）2 6．（486）10=（010*********）8421BCD =（011110111001）余3BCD 7．（5.14）10=（0101.00010100）8421BCD 8．（10010011）8421BCD =（93）10 9．基本逻辑运算有 与 、或、非3种。 10．两输入与非门输入为01时，输出为 1 。 11．两输入或非门输入为01时，输出为 0 。 12．逻辑变量和逻辑函数只有 0 和 1 两种取值，而且它们只是表示两种不同的逻辑状态。 13．当变量ABC 为100时，AB +BC = 0 ，（A +B ）（A +C ）=__1__。 14．描述逻辑函数各个变量取值组合和函数值对应关系的表格叫 真值表 。 15． 用与、或、非等运算表示函数中各个变量之间逻辑关系的代数式叫 逻辑表达式 。 16．根据 代入 规则可从B A AB +=可得到C B A ABC ++=。 17．写出函数Z =ABC +（A +BC ）（A +C ）的反函数Z =））（C A C B A C B A ++++)((。 18．逻辑函数表达式F =（A +B ）（A +B +C ）（AB +CD ）+E ，则其对偶式F ＇= __（AB +ABC +（A +B ）（C +D ））E 。 19．已知CD C B A F ++=）（，其对偶式F ＇=D C C B A +??+）（。 20．ABDE C ABC Y ++=的最简与-或式为Y =C AB +。 21．函数D B AB Y +=的最小项表达式为Y = ∑m （1,3,9,11,12,13,14,15）。 22．约束项是 不会出现 的变量取值所对应的最小项，其值总是等于0。 23．逻辑函数F （A ,B ,C ）=∏M （1,3,4,6,7），则F （A ,B ,C ）=∑m （ 0，2，5）。 24．VHDL 的基本描述语句包括 并行语句 和 顺序语句 。 25．VHDL 的并行语句在结构体中的执行是 并行 的，其执行方式与语句书写的顺序无关。 26．在VHDL 的各种并行语句之间，可以用 信号 来交换信息。 27．VHDL 的PROCESS （进程）语句是由 顺序语句 组成的，但其本身却是 并行语句 。 28．VHDL 顺序语句只能出现在 进程语句 内部，是按程序书写的顺序自上而下、一条一条地执行。 29．VHDL 的数据对象包括 常数 、 变量 和 信号 ，它们是用来存放各种类型数据
《数字集成电路基础》试题四 （考试时间：120分钟） 班级： 姓名： 学号： 成绩： 一、 填空题（共30分） 1. PN 结具有单向导电性。正向偏置时，多子以 __________________运动为主，形成正向电流；反向偏置时，少子____________________运动形成反向饱电流。 2. 双极型晶体三极管输出特性曲线的三个工作区是放大区、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿。 3. 除去高、低电平两种输出状态外，三态门的第三态输出称为＿＿＿＿＿＿＿＿状态。 4. 十进制数238转换成二进制数是＿＿＿＿＿＿；十六进制数是＿＿＿＿＿＿＿。 5. 组合逻辑电路不存在输出到输入的＿＿＿＿＿＿＿＿通路，因此其输出状态不影响输入状态。 6. 对于上升沿触发的D 触发器，它的次态仅取决于CP ＿＿＿＿＿＿沿到达时＿＿＿＿＿＿＿＿的状态。 7. 同步RS 触发器的特性方程为Q n+1=____________；约束方程为＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 8. 下图所示电路中，Y 1 ＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；Y 2 ＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；Y 3 二、选择题(共 15分) B V C C Y 1
1. 下列函数中，是最小项表达式形式的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿ A. Y=A+BC B. Y 2 =ABC+ACD C. Y=AB C+ABC D. Y=A BC+ABC 2. 对于四位二进制译码器，其相应的输出端共有＿＿＿＿＿＿＿＿ A ． 4个 B. 16个 C. 8个 D. 10个 3．用8421码表示的十进制数45，可以写成＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ A ． 45 B. [101101]BCD C. [01000101]BCD D. [101101]2 4．属于组合逻辑电路的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ A ． 触发器 B. 全加器 C. 移位寄存器 D. 计数器 5．某计数器的状态转换图如下，其计数的容量为＿＿＿＿＿＿ A ． 八 B. 五 C. 四 D. 三 三、化简下列逻辑函数，写出最简与或表达式（共15分） 1． Y 1＝AB ＋AC ＋A BC 2． Y 2＝Σm （0，2，3，4，5，7） 3． Y 3见图
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设计方法。 2、 掌握组合逻辑电路的静态测试方法。 3、 加深FPGA 设计的过程，并比较原理图输入和文本输入的优劣。 4、 理解“毛刺”产生的原因及如何消除其影响。 5、 理解组合逻辑电路的特点。 二、实验的硬件要求： 1、 EDA/SOPC 实验箱。 2、 计算机。 三、实验原理 1、组合逻辑电路的定义 数字逻辑电路可分为两类：组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路中不包含记忆单元（触发器、锁存器等），主要由逻辑门电路构成，电路在任何时刻的输出只和当前时刻的输入有关，而与以前的输入无关。时序电路则是指包含了记忆单元的逻辑电路，其输出不仅跟当前电路的输入有关，还和输入信号作用前电路的状态有关。 通常组合逻辑电路可以用图1.1所示结构来描述。其中，X0、X1、…、Xn 为输入信号， L0、L1、…、Lm 为输出信号。输入和输出之间的逻辑函数关系可用式1.1表示： 2、组合逻辑电路的设计方法 组合逻辑电路的设计任务是根据给定的逻辑功能，求出可实现该逻辑功能的最合理组 合电路。理解组合逻辑电路的设计概念应该分两个层次：（1）设计的电路在功能上是完整的，能够满足所有设计要求；（2）考虑到成本和设计复杂度，设计的电路应该是最简单的，设计最优化是设计人员必须努力达到的目标。 在设计组合逻辑电路时，首先需要对实际问题进行逻辑抽象，列出真值表，建立起逻辑模型；然后利用代数法或卡诺图法简化逻辑函数，找到最简或最合理的函数表达式；根据简化的逻辑函数画出逻辑图，并验证电路的功能完整性。设计过程中还应该考虑到一些实际的工程问题，如被选门电路的驱动能力、扇出系数是否足够，信号传递延时是否合乎要求等。组合电路的基本设计步骤可用图1.2来表示。 3、组合逻辑电路的特点及设计时的注意事项 ①组合逻辑电路的输出具有立即性，即输入发生变化时，输出立即变化。（实际电路中 图 1.1 组合逻辑电路框图 L0=F0(X0,X1,···Xn) · · · Lm=F0(X0,X1,···Xn) （1.1） 图 1.2 组合电路设计步骤示意图图
实验一基本门电路的逻辑功能测试 一、实验目的 1、测试与门、或门、非门、与非门、或非门与异或门的逻辑功能。 2、了解测试的方法与测试的原理。 二、实验原理 实验中用到的基本门电路的符号为： 在要测试芯片的输入端用逻辑电平输出单元输入高低电平，然后使用逻辑电平显示单元显示其逻辑功能。 三、实验设备与器件 1、数字逻辑电路用PROTEUS 2、显示可用发光二极管。 3、相应74LS系列、CC4000系列或74HC系列芯片若干。 四、实验内容 1.测试TTL门电路的逻辑功能： a）测试74LS08的逻辑功能。(与门)000 010 100 111 b）测试74LS32的逻辑功能。（或门）000 011 101 111 c）测试74LS04的逻辑功能。（非门）01 10 d）测试74LS00的逻辑功能。（两个都弄得时候不亮，其他都亮）（与非门）（如果只接一个的话，就是非门）001 011 101 110 e）测试74LS02（或非门）的逻辑功能。（两个都不弄得时候亮，其他不亮）001 010 100 110 f）测试74LS86（异或门）的逻辑功能。 2.测试CMOS门电路的逻辑功能：在CMOS 4000分类中查询 a）测试CC4081(74HC08)的逻辑功能。（与门） b）测试CC4071(74HC32)的逻辑功能。（或门） c）测试CC4069(74HC04)的逻辑功能。（非门） d）测试CC4011(74HC00)的逻辑功能。（与非门）（如果只接一个的话，就是非门）
e）测试CC4001(74HC02)（或非门）的逻辑功能。 f) 测试CC4030(74HC86)（异或门）的逻辑功能。 五、实验报告要求 1.画好各门电路的真值表表格，将实验结果填写到表中。 2.根据实验结果，写出各逻辑门的逻辑表达式，并分析如何判断逻辑门的好坏。 3.比较一下两类门电路输入端接入电阻或空置时的情况。 4．查询各种集成门的管脚分配，并注明各个管脚的作用与功能。 例：74LS00 与门 Y=AB
专升本《数字电路与逻辑设计》作业练习题6 解析与答案 一、单选题（选择最合适的答案） 1. 哪种逻辑门“只有在所有输入均为0时，输出才是1”? （） A．或非门B．与非门C．异或门D．与或非门 答案：A 解析: 或非门 2．设两输入“与非”门的输入为x和y，输出为z，当z＝1时，x和y的取值一定是（） A. 至少有一个为1 B. 同时为1 C. 同时为0 D. 至少有一个为0 答案：D 解析: 与非逻辑 3. 两输入与非门输出为0时，输入应满足（）。 A．两个同时为1 B．两个同时为0 C．两个互为相反D．两个中至少有一个为0 答案：A 解析:输入全为1 4. 异或门的两个输入为下列哪—种时，其输出为1？ A．1，l B．0，1 C．0，0 D．以上都正确 答案：B 解析: 输入不同 5. 下列逻辑门中哪一种门的输出在任何条件下都可以并联使用？（）A．具有推拉式输出的TTL与非门B．TTL集电级开路门(OC门) C．普通CMOS与非门D．CMOS三态输出门 答案：B 解析: A,C普通与非门不能并联使用； D三态输出门并联使用是有条件的：它们的使能端(控制端)必须反向，即只能有一个门处于非高阻态
ADABB 二、多选题（选择所有合适的答案） 用TTL 与非门、或非门实现反相器功能时，多余输入端应该( ) A ．与非门的多余输入端应接低电平 B. 或非门的多余输入端应接低电平 C. 与非门的多余输入端应接高电平 D. 或非门的多余输入端应接低高平 答案：BC 解析: 多余输入端对与逻辑要接1，对或逻辑要接0 三、简答题 1. 分析如下两个由或非门、异或门、非门以及与非门构成的逻辑电路，请你：①写出F1和F2的逻辑表达式；②当输入变量A ，B 取何值时，两个电路等效? 答案:{ ① 根据图可写出两个电路的输出函数表达式分别为： 12()F A A B A A B A A B A A B A AB AB A A B F AB A B =⊕+=?++?+=??+++=+==+ = ②列出两个电路的真值表： 可见，无论A,B 取任何值，两个电路都等效。 }
实验报告 课程名称： 数字电子技术实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 组合逻辑电路 实验类型： 设计型实验 同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一．实验目的和要求 1. 加深理解典型组合逻辑电路的工作原理。 2. 熟悉74LS00、74LS11、74LS55等基本门电路的功能及其引脚。 3. 掌握组合集成电路元件的功能检查方法。 4. 掌握组合逻辑电路的功能测试方法及组合逻辑电路的设计方法。 5. 熟悉全加器和奇偶位判断电路的工作原理。 二．实验内容和原理 组合逻辑电路设计的一般步骤如下： 1．根据给定的功能要求，列出真值表； 2. 求各个输出逻辑函数的最简“与-或”表达式； 3. 将逻辑函数形式变换为设计所要求选用逻辑门的形式； 4. 根据所要求的逻辑门，画出逻辑电路图。 实验内容： 1. 测试与非门74LS00和与或非门74LS55的逻辑功能。 2. 用与非门74LS00和与或非门74LS55设计一个全加器电路，并进行功能测试。 专业： 电子信息工程 姓名： 学号： 日期： 装 订 线
3. 用与非门74LS00和与或非门74LS55设计四位数奇偶位判断电路，并进行功能测试。 三. 主要仪器设备 与非门74LS00，与或非门74LS55，导线，开关，电源、实验箱 四．实验设计与实验结果 1、一位全加器 全加器实现一位二进制数的加法，他由被加数、加数和来自相邻低位的进数相加，输出有全加和与向高位的进位。输入：被加数Ai，加数Bi，低位进位Ci-1输出：和Si，进位Ci 实验名称：组合逻辑电路 姓名：学号： 列真值表如下：画出卡诺图： 根据卡诺图得出全加器的逻辑函数：S= A⊕B⊕C； C= AB+(A⊕B)C 为使得能在现有元件（两个74LS00 与非门[共8片]、三个74LS55 与或非门）的基础上实现该逻辑函数。所以令S i-1=!(AB+!A!B)，Si=!(SC+!S!C)， Ci=!(!A!B+!C i-1S i-1)。 仿真电路图如下（经验证，电路功能与真值表相同）：
实验一逻辑门电路的基本参数及逻辑功能测试 一、实验目的 1、了解TTL与非门各参数的意义。 2、掌握TTL与非门的主要参数的测试方法。 3、掌握基本逻辑门的功能及验证方法。 4、学习TTL基本门电路的实际应用。 5、了解CMOS基本门电路的功能。 6、掌握逻辑门多余输入端的处理方法。 二、实验仪器 三、实验原理 (一) 逻辑门电路的基本参数 用万用表鉴别门电路质量的方法：利用门的逻辑功能判断，根据有关资料掌握电路组件管脚排列，尤其是电源的两个脚。按资料规定的电源电压值接好（5V±10%）。在对TTL与 非门判断时，输入端全悬空，即全“1”，则输出端用万用表测 应为0.4V以下，即逻辑“0”。若将其中一输入端接地，输出 端应在3.6V左右（逻辑“1”），此门为合格门。按国家标准 的数据手册所示电参数进行测试：现以手册中74LS20二-4输 入与非门电参数规范为例，说明参数规范值和测试条件。 TTL与非门的主要参数 空载导通电源电流I CCL （或对应的空载导通功耗P ON ）与非门处于不同的工作状态，电 源提供的电流是不同的。I CCL 是指输入端全部悬空（相当于输入全1），与非门处于导通状态，
输出端空载时，电源提供的电流。将空载导通电源电流I CCL 乘以电源电压就得到空载导通功 耗P ON ，即 P ON = I CCL ×V CC 。 测试条件：输入端悬空，输出空载，V CC =5V。 通常对典型与非门要求P ON ＜50mW，其典型值为三十几毫瓦。 2、空载截止电源电流I CCh （或对应的空载截止功耗P OFF ） I CCh 是指输入端接低电平，输出端开路时电源提供的电流。空载截止功耗POFF为空载 截止电源电流I CCH 与电源电压之积，即 P OFF = I CCh ×V CC 。注意该片的另外一个门的输入也要 接地。 测试条件： V CC =5V，V in =0，空载。 对典型与非门要求P OFF ＜25mW。 通常人们希望器件的功耗越小越好，速度越快越好，但往往速度高的门电路功耗也较大。 3、输出高电平V OH 输出高电平是指与非门有一个以上输入端接地或接低电平的输出电平。空载时，输出 高电平必须大于标准高电压（V SH =2.4V）；接有拉电流负载时，输出高电平将下降。 4、输出低电平V OL 输出低电平是指与非门所有输入端接高电平时的输出电平。空载时，输出低电平必须低于标准低电压（VSL=0.4V）；接有灌电流负载时，输出低电平将上升。 5、低电平输入电流I IS （I IL ） I IS 是指输入端接地输出端空载时，由被测输入端流出的电流值，又称低电平输入短路 电流，它是与非门的一个重要参数，因为入端电流就是前级门电路的负载电流，其大小直 接影响前级电路带动的负载个数，因此，希望I IS 小些。 测试条件： VCC=5V，被测某个输入端通过电流表接地，其余各输入端悬空，输出空载。
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
命题人： 张京玲 审核人： 试卷分类（A 卷或B 卷） B 五邑大学 试 卷 学期： 2013 至 2014 学年度 第 1 学期 课程： 数字电路与逻辑设计 课程代号： 0700280 使用班级： 信息工程学院2011级 姓名： 学号： 一、填空题2分，共12分） 1、将(10011101)2转换为10进制数为 157 。 2、存储器当存储容量不够用时，应该通过 字 和 位 来扩展容量。 3、CMOS 门电路的输入端通过一个k Ω10的电阻接地，这个输入端相当于输入 低 电平；如果是TTL 门电路的输入端通过一个k Ω10的电阻接地，这个输入端相当于输入 高 电平。 4、已知原函数为 C C B A F +=1 ，则它的反函数的最简与或式为 C B A 5、施密特触发器有两个 稳定 状态；单稳态触发器有一个 稳定 状态和一个 暂稳 状态；多谐振荡器只有两个 暂稳 状态。 6、一个8位逐次渐进型A/D 转换器，转换单位为1m V(00000001所表示的模拟电压值)，当输入模拟电压U i=152m V 时,输出为10011000。 二、选择题 （每题1分，共7分） 1、某RAM 有8位数据线、10位地址线，则其存储容量为（ D ）。 A 、1Kb B 、 2Kb C 、4Kb D 、 8Kb 2、下列公式中哪个是错误的？（ C ） 。 A. A A =+0 B. A A A =+ C. B A B A +=+ D. ))((C A B A BC A ++=+ 3、已知逻辑函数Y=BC B +，下列 ( D ) 逻辑函数成立。 A. Y=B+C B. Y=B+C C. Y=B+C D. Y=B+C 4、以下各电路中，（ B ）可以完成延时功能。 A 、多谐振荡器 B 、单稳态触发器 C 、施密特触发器 D 、石英晶体多谐振荡器 5、3线-8线译码器处于译码状态时，当输入A 2A 1A 0=011时，输出07...Y Y = ( D ) 。
湖北第二师范学院实验 组合逻辑电路 物机学院-11应用物理学 一、实验目的 1．掌握用与非门组成的简单电路，并测试其逻辑功能。 2．掌握用基本逻辑门设计组合电路的方法。 二、实验原理 数字电路按逻辑功能和电路结构的不同特点，可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。组合逻辑电路是根据给定的逻辑问题，设计出能实现逻辑功能的电路。用小规模集成电路实现组合逻辑电路，要求是使用的芯片最少，连线最少。一般设计步骤如下： 1．首先根据实际情况确定输入变量、输出变量的个数，列出逻辑真值表。 2．根据真值表，一般采用卡诺图进行化简，得出逻辑表达式。 3．如果已对器件类型有所规定或限制，则应将函数表达式变换成与器件类型相适应 的形式。 4．根据化简或变换后的逻辑表达式，画出逻辑电路。 5．根据逻辑电路图，查找所用集成器件的管脚图，将管脚号标在电路图上，再接线 验证。 三、实验仪器及器件 数字实验箱一台，集成芯片74LS00一块、74LS20三块，导线若干。 四、实验内容 １．用非与门实现异或门的逻辑功能 (1) 用集成电路74LS00和74LS20（74LS20管脚见图1所示），按图2连接电路（自己设计接线脚标），A、B接输入逻辑，F接输出逻辑显示，检查无误，然后开启电源。 图1 74LS20集成电路管脚图 (2) 按表1的要求进行测量，将输出端F的逻辑状态填入表内.
表1 输出真值表 图 2-电路接线图 (3) 由逻辑真值表，写出该电路的逻辑表达式 Ｆ＝ B A B A ?+? 2. 用与非门组成“三路表决器” (1) 用74LS00和74LS20组成三路表决器，按图3连接电路（自己设计接线脚标），A ，B ，C 接输入逻辑，F 接输出逻辑显示，检查无误，然后开启电源。 (2) 按表2的要求进行测量，将输出端F 的逻辑状态填入表内。 A 表 2输出真值表 ＆ B F C 图 3 电路接线图 3. 设计一个“四路表决器”逻辑电路并测试 设计一个四变量的多路表决器。当输入变量A 、B 、C 、D 有三个或三个以上为1时，输出F 为1；否则输出F 为0。 (1）根据设计要求列出表3四人表决器真值表。 (2)用卡诺图化简逻辑函数，写出逻辑 表达，F= D C B D C A D B A C B A ??+??+??+??. (3）用74LS20与非门实现“四人表决器”，画出实验电路，标出接线脚并测试，验证所列真值表。 输 入 输 出 A B F 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 输 入 输 出 Ａ ｂ ＣＦ 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 1 １ １ １ 1 & & & & && & & & A B F
HUBEI NORMAL UNIVERSITY 电工电子实验报告 电路设计与仿真—Multisim 课程名称 逻辑门电路 实验名称 2009112030406 陈子明 学号姓名 电子信息工程 专业名称 物理与电子科学学院 所在院系 分数
实验逻辑门电路 一、实验目的 1、学习分析基本的逻辑门电路的工作原理； 2、学习各种常用时序电路的功能； 3、了解一些常用的集成芯片； 4、学会用仿真来验证各种数字电路的功能和设计自己的电路。 二、实验环境 Multisim 8 三、实验内容 1、与门电路 按图连接好电路，将开关分别掷向高低电平，组合出（0,0）（1，0）（0,1）（1，1）状态，通过电压表的示数，看到与门的输出状况，验证表中与门的功能： 结果：（0,0）
（0,1） （1,0） （1，1） 2、半加器 （1）输入/输出的真值表
输入输出 A B S(本位和（进位 数）0000 0110 1010 1101 半加器测试电路： 逻辑表达式：S= B+A=A B；=AB。 3、全加器 （1）输入输出的真值表 输入输出
A B (低位进 位S（本位 和） （进位 数） 0 0 0 0 0 00110 01010 01101 10010 10101 11001 11111（2）逻辑表达式：S=i-1；C i=AB+C i-1（A B） （3）全加器测试电路：
4、比较器 （1）真值表 A B Y1(A>B Y2(A Y3(A=B 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 （2）逻辑表达式： Y1=A;Y2=B;Y3=A B。 （3）搭接电路图，如图： 1位二进制数比较器测试电路与结果：
数字电路与逻辑设计试题
华南农业大学期末考试试卷（A卷） 2005学年第二学期考试科目：数字电路与逻辑设计Ⅱ_ 考试类型：（闭卷）考试时间： 120__ 学号姓名年级专业____________ 题号一二三四五总分 得分 评阅人 一．选择题（下列每题有且仅有一个正确答案，每题2分，共20分） 1．把一个五进制计数器与一个四进制计数器串联 可得到进制计数器。 A.4 B.5 C.9 D.20 2．下列逻辑电路中为时序逻辑电路的 是。 A.变量译码器 B.加法器 C.数码寄存 器 D.数据选择器 3．N个触发器可以构成最大计数长度（进制数） 为的计数器。 第 2 页共 9 页
A.N B.2N C.N2 D.2N 4．GAL是指。 A.通用阵列逻辑 B.专用集成电路 C.可编程逻辑阵列 D.通用集成电路 5．若要设计一个脉冲序列为1101001110的序列脉冲发生器，应选用个触发器。 A.2 B.3 C.4 D.10 6．随机存取存储器具有功能。 A.读/写 B.无读/写 C.只读 D. 只写 7．只读存储器ROM中的内容，当电源断掉后又接通，存储器中的内容。 A.全部改变 B.全部为0 C.不 可预料 D.保持不变 第 3 页共 9 页
8．随机存取存储器RAM中的内容，当电源断掉后 又接通，存储器中的内容。 A.全部改变 B.全部为1 C.不确定 D.保持不变 9．一个容量为512×1的静态RAM具有。 A.地址线9根，数据线1根 B.地址 线1根，数据线9根 C.地址线512根，数据线9根 D.地址 线9根，数据线512根 10．PROM的与阵列（地址译码器）是。 A.可编程阵列 B.不可编程阵列 C.可编程阵列 D.不可编程阵列 二．分析题（15分） 如图一由JK触发器构成的时序逻辑电路，回答如下几个问题？（共15分） 第 4 页共 9 页
东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称：计算机结构与逻辑设计实验 第一次实验 实验名称：组合逻辑电路 院（系）：专业： 姓名：学号： 实验室: 实验组别： 同组人员：实验时间：2015年10月29 日 评定成绩：审阅教师：
一、实验目的 ①认识数字集成电路，能识别各种类型的数字器件和封装 ②掌握小规模组合逻辑和逻辑函数的工程设计方法 ③掌握常用中规模组合逻辑器件的功能和使用方法 ④学习查找器件资料，通过器件手册了解器件 ⑤了解面包板的基本结构、掌握面包板连接电路的基本方法和要求 ⑥了解实验箱的基本结构，掌握实验箱电源、逻辑开关和LED点平指示的 用法 ⑦学习基本的数字电路的故障检查和排除方法 ⑧学Mulitisim逻辑化简操作和使用方法 ⑨学习ISE软件操作和使用方法 二、实验原理 1.组合逻辑电路： 组合逻辑电路又称为门网络，它由若干门电路级联（无反馈）而成，其特点是（忽略门电路的延时）:电路某一时刻的输出仅由当时的输入变量取值的组合决定，而与过去的输入取值无关。 其一般手工设计的过程为： ①分析其逻辑功能 ②列出真值表 ③写出逻辑表达式，并进行化简 ④画出电路的逻辑图 2.使用的器件： 1）74HC00（四2输入与非门）：芯片内部有四个二输入一输出的与非门。 2）74HC20（双4输入与非门）：芯片内部有两个四输入一输出的与非门。注意，四输入不能有输入端悬空。 3）74HC04（六反相器）：芯片内部有六个非门，可以将输入信号反相。当然，也可以通过2输入与非门来实现，方法是将其一个输入端信号加高电平。 4）74HC151（数据选择器）：其功能犹如一个受编码控制的单刀多掷开关，可用在数据采集系统中，选择所需的信号。它有8个与门，各受信号A2、A1、A0的一组组合控制，再将这8个与门的输出端经一个或门输出，是一个与—或电路。 5）74HC138（3线-8线译码器）：其有三个使能端E1、E2、E3，可将地址段（A0、A1、A2）的二进制编码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。 三、实验内容 必做实验： ①数值判别电路 a)设计一个组合逻辑电路，它接收一位8421BCD码B3B2B1B0，仅当2 < B3B2B1B0 < 7时 输出Y才为1（第6周实验课内指导教师验收）
实验一 基本逻辑门和逻辑电路 一、实验目的 1．掌握TTL 与非门、或非门和异或门的输入与输出之间的逻辑关系； 2．掌握组合逻辑电路的基本分析方法； 3．熟悉TTL 小规模数字集成电路的外型、引脚和使用方法； 4．初步掌握“TDS -4数字系统综合实验平台”和常规实验仪器的使用方法。 二、实验器件和设备 1．四2输入与非门74LS00 1片 2．四2输入或非门74LS28 1片 3．四2输入异或门74LS86 1片 4．三态输出的四总线缓冲器74LS125 1片 5．TDS-4数字系统综合实验平台 1台 6．万用表 1个 三、实验内容 1．按图1.1测试与非门、或非门和异或门的输入和输出的逻辑关系； 图1.1 基本逻辑门 A1 B1 Y1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 111B A Y ?=的真值表 222B A Y +=的真值表 A2 B2 Y2 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1
A3 B3 Y3 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 333B A Y ⊕=的真值表 2．测试并分析下图1.2逻辑电路的功能。 图1.2 组合逻辑电路 A B C F1 F2 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 真值表 解：由逻辑电路图，可得 ()C B A B A F ?⊕??=1 ()C B A F ⊕⊕=2 化简得 BC AC AB F ++=1 由以上可知 1F 实现A 、B 、C 关于与和或的运算。 2F 实现异或门的运算。
逻辑代数基础 一、选择题(多项选择) 1. 以下表达式中符合逻辑运算法则的是 。 ·C =C 2 +1=10 C.0<1 +1=1 2. 逻辑变量的取值１和０可以表示： 。 A.开关的闭合、断开 B.电位的高、低 C.真与假 D.电流的有、无 3. 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 4. 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 =A B +BD+CDE+A D= 。（加一个盈余项AD ） A.D B A + B.D B A )(+ C.))((D B D A ++ D.))((D B D A ++ 6.逻辑函数F=)(B A A ⊕⊕ = 。 C.B A ⊕ D. B A ⊕ 7．求一个逻辑函数F 的对偶式，可将F 中的 。 A .“·”换成“+”，“+”换成“·” B.原变量换成反变量，反变量换成原变量 C.变量不变 D.常数中“0”换成“1”，“1”换成“0” E.常数不变 8．A+BC= 。 A .A + B + C C.（A +B ）（A +C ） +C 9．在何种输入情况下，“与非”运算的结果是逻辑0。 D A ．全部输入是0 B.任一输入是0 C.仅一输入是0 D.全部输入是1 10．在何种输入情况下，“或非”运算的结果是逻辑0。 A ．全部输入是0 B.全部输入是1 C.任一输入为0，其他输入为1 D.任一输入为1 二、判断题（正确打√，错误的打×） 1． 逻辑变量的取值，１比０大。（ × ）。 2． 异或函数与同或函数在逻辑上互为反函数。（ √ ）。 3．若两个函数具有相同的真值表，则两个逻辑函数必然相等。（ × ）。
实验三组合逻辑电路(常用门电路、译码器和数据选择器) 一、实验目的 1．掌握组合逻辑电路的设计方法 2．了解组合逻辑电路的冒险现象与消除方法 3．熟悉常用门电路逻辑器件的使用方法 4．熟悉用门电路、74LS138和74LS151进行综合性设计的方法 二、实验原理及实验资料 （一）组合电路的一般设计方法 1．设计步骤 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。组合逻辑电路的一般设计步骤如图所示。 图组合逻辑电路的一般设计步骤 设计组合逻辑电路时，通常先将实际问题进行逻辑抽象，然后根据具体的设计任务要求列出真值表，再根据器件的类型将函数式进行化简或变换，最后画出逻辑电路图。 2. 组合电路的竞争与冒险（旧实验指导书P17～20） （二）常用组合逻辑器件 1．四二输入与非门74LS00 74LS00为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图所示。它共有四个独立的二输入“与非”门，每个门的构造和逻辑功能相同。
2．二四输入与非门74LS20 74LS20为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图所示。它共有两个独立的四输 入“与非”门，每个门的构造和逻辑功能相同。 图 74LS20引脚排列及内部逻辑结构 3．四二输入异或门74LS86 74LS86为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图所示。它共有四个独立的二输 入“异或”门，每个门的构造和逻辑功能相同。 图 74LS86引脚排列及内部逻辑结构 3．3线－8线译码器74LS138 74LS138是集成3线－8线译码器，其功能表见表。它的输出表达式为 i A B i Y G G G m 122（i ＝0，1，…7；m i 是最小项），与基本门电路配合使用，它能够实现任何三变量的逻辑函数。74LS138为双列直插16脚塑料封装，外部引脚排列如图所示。 表 74LS138的功能表