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1、精选优质文档-倾情为你奉上東南大學電工電子實驗中心實 驗 報 告課程名稱： 計算機結構與邏輯設計實驗 第 一 次實驗實驗名稱： 組合邏輯電路 院 （系）： 專 業： 姓 名： 學 號： 實 驗 室: 實驗組別： 同組人員： 實驗時間：2015年 10月29 日 評定成績： 審閱教師： 一、 實驗目 認識數字集成電路，能識別各種類型數字器件和封裝 掌握小規模組合邏輯和邏輯函數工程設計方法 掌握常用中規模組合邏輯器件功能和使用方法 學習查找器件資料，通過器件手冊了解器件 了解面包板基本結構、掌握面包板連接電路基本方法和要求 了解實驗箱基本結構，掌握實驗箱電源、邏輯開關和LED點平指示用法 學習基本
2、數字電路故障檢查和排除方法 學Mulitisim邏輯化簡操作和使用方法 學習ISE軟件操作和使用方法二、 實驗原理1. 組合邏輯電路：組合邏輯電路又稱為門網絡，它由若幹門電路級聯（無反饋）而成，其特點是（忽略門電路延時）:電路某一時刻輸出僅由當時輸入變量取值組合決定，而與過去輸入取值無關。其一般手工設計過程為： 分析其邏輯功能 列出真值表 寫出邏輯表達式，並進行化簡 畫出電路邏輯圖2. 使用器件：1）74HC00（四2輸入與非門）：芯片內部有四個二輸入一輸出與非門。2）74HC20（雙4輸入與非門）：芯片內部有兩個四輸入一輸出與非門。注意，四輸入不能有輸入端懸空。3）74HC04（六反相器）：
3、芯片內部有六個非門，可以將輸入信號反相。當然，也可以通過2輸入與非門來實現，方法是將其一個輸入端信號加高電平。4）74HC151（數據選擇器）：其功能猶如一個受編碼控制單刀多擲開關，可用在數據采集系統中，選擇所需信號。它有8個與門，各受信號A2、A1、A0一組組合控制，再將這8個與門輸出端經一個或門輸出，是一個與或電路。5）74HC138（3線-8線譯碼器）：其有三個使能端E1、E2、E3，可將地址段（A0、A1、A2）二進制編碼在Y0至Y7對應輸出端以低電平譯出。三、實驗內容必做實驗： 數值判別電路a) 設計一個組合邏輯電路，它接收一位8421BCD碼B3B2B1B0，僅當2 B3B2B1B
4、0 7時輸出Y才為1（第6周實驗課內指導教師驗收）b) 設計一個組合邏輯電路，它接收4位2進制數B3B2B1B0，僅當2 B3B2B1B0 7時輸出Y才為1答：真值表：a.B3B2B1B0Y00000000100010000111010010101101101011101000010010b.B3B2B1B0Y00000000100010000111010010101101101011101000010010101001011011000110101110011110函數表達式：a.Y=B2B1B0+B2B1+B2B0b.Y=B3B2B1B0+B3B2B1+B3B1B0電路原理圖：a.b.靜態
5、驗證：ab數據分析：a.B3B2B1B0Ya測試結果00000暗00010暗00100暗00111亮01001亮01011亮01101亮01110暗10000暗10010暗b.B3B2B1B0Y測試結果00000暗00010暗00100暗00111亮01001亮01011亮01101亮01110暗10000暗10010暗10100暗10110暗11000暗11010暗11100暗11110暗 人類有四種血型：A、B、AB和O型。輸血時，輸血者與受血者必須符合下圖規定，否則有生命危險，利用數據選擇器和最少數量與非門，完成血型配對任務。（設計方案可參看數字邏輯電路實踐教材Page 86）答：真值表
6、：輸血者受血者G1G0血型R1R0血型00O型00O型0 1A型01A型1 0 B型10B型11AB型11AB型G1G0R1R0S00001000110010100111010000101101100011111000010010101011011111000110101110011111函數表達式：降維得：電路原理圖：靜態驗證：數據分析：G1G0R1R0S測試結果00001亮00011亮00101亮00111亮01000暗01011亮01100暗01111亮10000暗10010暗10101亮10111亮11000暗11010暗11100暗11111亮 控制發電機組供電控制電路設計設有三臺用
7、電設備A、B、C 和兩臺發電機組 X、Y。X 機組功率為 10kW，Y 機組功率為20kW。用電設備 A 用電量為 15kW，設備 B 用電量為 10kW，設備 C 用電量為 5kW，三臺用電設備有時同時工作，有時只有其中部分設備工作，甚至均不工作。試設計一個供電控制電路控制發電機組，以達到節電目。答：真值表：ABCXY00000001100101001101100011010111011111111.表示運行 0表示不運行函數表達式：X=ABC+AB+BC=m1+m2+m6+m7Y=A+BC=m3+m4+m5+m6+m7電路原理圖：靜態驗證： 數據分析：ABCXY測試結果00000都不運行0
8、0110只X運行01010只X運行01101只Y運行10001只Y運行10101只Y運行11011都運行11111都運行 設計一個保險箱數字密碼鎖，該鎖有4位密碼輸入端（A0，A1，A2，A3）和一個開箱鑰匙信號輸入端（E）。當用鑰匙開箱時（E=1），如果輸入密碼 = “1011”，保險箱被打開（Z1=1）；如果不符，電路將發生報警信號（Z2=1）。要求使用最少數量與非門實現電路，檢測並記錄實驗結果。答：真值表：EA0A1A2A3Z1Z20xxxx00100000110001011001001100110110100011010101101100110111011100001110010111
9、01001110111011100011110101111100111111011表示使用 0表示不使用函數表達式：Z1=EA0A1A2A3 Z2=Z1電路原理圖：靜態驗證： 數據分析：EA0A1A2A3Z1Z2測試結果0xxxx01警報1000001警報1000101警報1001001警報1001101警報1010001警報1010101警報1011001警報1011101警報1100001警報1100101警報1101001警報1101110開啟1110001警報1110101警報1111001警報1111101警報四、實驗總結在這次實驗中，我開始真正接觸電類專業一些相關知識，並且親自動手
10、搭一些電路，也使得我在計邏課上學到一些數電基礎理論知識能夠應用到實踐中來，兩者相互結合使得我對這部分知識有了更深理解。並且這門實驗課也極大地培養了我動手能力，比如如何在實驗開始前進行線路布線，怎麼布線比較美觀，方便，為之後查錯提供便利。老師也交給了我們在這門實驗中遇到錯誤怎麼來自己動手檢查出來，如將實驗箱中電壓表接地端接到電源接地端上，另一端就可以直接來測量電路中各個地方電壓來檢查是否與自己設計相同。這查錯方法是非常重要，為之後更複雜電路搭建奠定了基礎。這次實驗中我主要遇到了兩個問題： 我在做實驗一中b時，接通電源後，六反相器燒掉了。我檢查方法是用萬用表測量是否接通功能來測量各個芯片Vcc與GND端之間是否短路。在測量六反相器時候，發現是因為六反相器內部短路導致電路出錯。於是換了一個新六反相器之後問題解決了。 另一個錯誤是我在其中幾個實驗都遇到過得問題，就是大多數驗證都對，但是其中少數幾個結果總是錯誤，解決方法是用電壓表測量各個模塊輸出是否都正確，找到錯誤模塊後，再自習觀察自己線有沒有連接錯，我其中一個就是因為線連錯導致結果出錯。专心-专注-专业