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1、集成电路实验本讲稿第一页，共三十四页 二、实验设备二、实验设备 数字、模拟实验装置数字、模拟实验装置 。数字电路实验板数字电路实验板 块块 万用表万用表 台台 74LS153 片片本讲稿第二页，共三十四页已知组合逻辑电路图，确定它们的逻辑功能。已知组合逻辑电路图，确定它们的逻辑功能。分析步骤分析步骤:（1）根据逻辑图，写出逻辑函数表达式）根据逻辑图，写出逻辑函数表达式;（2）对逻辑函数表达式化简）对逻辑函数表达式化简;（3）根据最简表达式列出真值表）根据最简表达式列出真值表;（4）由真值表确定逻辑电路的功能。）由真值表确定逻辑电路的功能。组合逻辑电路的分析：组合逻辑电路的分析：本讲稿第三页，共
2、三十四页例例例例1:1:分析下图逻辑电路的功能。分析下图逻辑电路的功能。分析下图逻辑电路的功能。分析下图逻辑电路的功能。=AB+AB真值表真值表ABY001010100111功能功能:当当A、B取值相同时，取值相同时，输出为输出为1,是是同或电路同或电路。Y=AB AB本讲稿第四页，共三十四页例例3:分析下图逻辑电路的功能。分析下图逻辑电路的功能。本讲稿第五页，共三十四页本讲稿第六页，共三十四页 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计根据给定的逻辑要求，设计出逻辑电路图。根据给定的逻辑要求，设计出逻辑电路图。设计步骤设计步骤（1）根据逻辑要求，定义输入输出逻辑）根据逻辑要求，定义输入输出逻辑变量
3、，列出真值表；变量，列出真值表；（2）由真值表写出逻辑函数表达式；）由真值表写出逻辑函数表达式；（3）化简逻辑函数表达式；）化简逻辑函数表达式；（4）画出逻辑图。）画出逻辑图。本讲稿第七页，共三十四页例例1：设计一个三人表决电路：设计一个三人表决电路解：解：A,B,C表示投票表示投票:同意为同意为1,不同意为不同意为0;Y表示表决结果表示表决结果:通过为通过为1,否决为否决为0。三三人人表表决决电电路路10A+5VBCRYABCY00000001101110001111010010111011真值表真值表本讲稿第八页，共三十四页Y=ABC+ABC+ABC+ABC填入卡诺图化简填入卡诺图化简AB
4、C00011110011275346001110010ABCY00000001101110001111010010111011真值表真值表Y=AB+AC+BC=AB+AC+BC=ABACBC本讲稿第九页，共三十四页三人表决电路三人表决电路本讲稿第十页，共三十四页 数据选择器原理数据选择器原理数数据据选选择择:从一组数据中选出一个数据从一组数据中选出一个数据数据选择器数据选择器:实现数据选择功能的电路实现数据选择功能的电路示示意意图图:本讲稿第十一页，共三十四页数据选择器的逻辑功能数据选择器的逻辑功能四选一四选一:其中其中:D D0 0D D3 3数据输入端数据输入端 A A1 1 A A0 0
5、 地址输入端地址输入端 Y Y输出端输出端 S-S-使能端使能端A1A0取值与选送信号的取值与选送信号的关系关系:若若A1A0=00把把D0送输送输出端口出端口Y=D0S=0片子正常工作片子正常工作S=1片子不工作片子不工作Y=0说明说明:本讲稿第十二页，共三十四页74LS15374LS153组件介绍组件介绍 74LS153功能表功能表输输入入输出输出AASYXX D D D D本讲稿第十三页，共三十四页实验内容实验内容 1.测试测试74LS153集成电路的逻辑功能。集成电路的逻辑功能。将双四选一电路将双四选一电路74LS153（CC14539）按）按图图3-所示连接，选通端与输入信号端均接所
6、示连接，选通端与输入信号端均接逻辑开关，输出端接发光二极管，在逻辑开关，输出端接发光二极管，在A、B、C、D状态确定的条件下，改变选通端状态确定的条件下，改变选通端A、A的状态，观察输出并填表的状态，观察输出并填表3-。本讲稿第十四页，共三十四页A AA AD DC CB BA AY Y0/10/10/10/1图图3-4表表3-4本讲稿第十五页，共三十四页74LS00本讲稿第十六页，共三十四页门电路是数字电路的基本单元电路。门电路是数字电路的基本单元电路。以以74LS00为为例介绍例介绍:1、片脚的排列、片脚的排列2、片脚对应的功能、片脚对应的功能A A0011B0101Y1110本讲稿第十七
7、页，共三十四页门电路可以用作控制门，下面以二输入与非门电路可以用作控制门，下面以二输入与非门为例，用任一端门为例，用任一端A作为输入端，而另一端作为输入端，而另一端B为控为控制端。若制端。若B=则门打开，可以进行信息的传递即则门打开，可以进行信息的传递即Y=A。若。若B=时，门关闭，信息不能通过时，门关闭，信息不能通过Y=。本讲稿第十八页，共三十四页1、半加器半加器两个一位二进制数相加，叫两个一位二进制数相加，叫半加半加半加半加，实现半加操作，实现半加操作的电路，称为半加器。的电路，称为半加器。两个一位二进制数相加的两个一位二进制数相加的真值表见表真值表见表2-1，其中，其中，其中，其中AiA
8、i表示加数表示加数表示加数表示加数BiBi表示被加数表示被加数 Si表示半加和表示半加和表示半加和表示半加和Ci表示向高位的进位表示向高位的进位表示向高位的进位表示向高位的进位半加器真值表半加器真值表半加器真值表半加器真值表AiBi SiCi0000011010101101本讲稿第十九页，共三十四页2、全加器、全加器从二进制数加法的角度看，前表中只考虑二进制数加法的角度看，前表中只考虑了了两个加数本身，没有考虑低位来的进位两个加数本身，没有考虑低位来的进位。考虑考虑两个同位的加数两个同位的加数和来自低位的和来自低位的进位进位三者三者相加，这种加法运算就是所谓的相加，这种加法运算就是所谓的全加全
9、加，实现全，实现全加运算的电路叫做加运算的电路叫做全加器全加器。本讲稿第二十页，共三十四页如果用如果用A、B表式表式A、B两个数的第两个数的第i位，位，Ci-1表表示低位（第示低位（第i1位）来的进位，则根据位）来的进位，则根据全加运算的规则可以列出真值表如下表全加运算的规则可以列出真值表如下表AiBiCi-1SiCi0000000110010100110110010101011100111111本讲稿第二十一页，共三十四页用数据选择器实现组合逻辑函数1.1.选择器输出为标准与或式，含地址变量的全部最选择器输出为标准与或式，含地址变量的全部最小项。例如四选一数据选择器小项。例如四选一数据选择器
10、输出如下：输出如下：而任何组合逻辑函数都可以表示成为最小项之和的形而任何组合逻辑函数都可以表示成为最小项之和的形式，故可用数据选择器实现。式，故可用数据选择器实现。N N个地址变量的数据个地址变量的数据选择器，不需要增加门电路最多可实现选择器，不需要增加门电路最多可实现N+1N+1个变量个变量的逻辑函数。的逻辑函数。本讲稿第二十二页，共三十四页2.步骤：写出函数的表准与或式，和数据选择器输出信号表达式。对照比较确定选择器各输入变量的表达式。根据采用的数据选择器和求出的表达式画出连线图本讲稿第二十三页，共三十四页AiBiCi-1SiCi000000011001010011011001010101
11、1100111111本讲稿第二十四页，共三十四页2.利用利用74LS153设计一个全加设计一个全加器器本讲稿第二十五页，共三十四页3.利用利用74LS153和和74LS00设计一设计一个三人表决器个三人表决器本讲稿第二十六页，共三十四页4.利用利用74LS00和和74LS10设计一设计一个三人表决器个三人表决器本讲稿第二十七页，共三十四页5.利用利用74LS00和和74LS153设计一设计一个八选一电路个八选一电路本讲稿第二十八页，共三十四页6：设计交通灯报警电路，画出逻辑：设计交通灯报警电路，画出逻辑电路图，要求用与非门实现。电路图，要求用与非门实现。Y01000011ABC00001110
12、0011110100101101真值表真值表红红 黄黄 绿绿报警报警报警报警本讲稿第二十九页，共三十四页本讲稿第三十页，共三十四页7：设计一个可控制的门电路，要求：当控制端：设计一个可控制的门电路，要求：当控制端E=0时时,输出端输出端Y=AB;当当E=1时时,输出端输出端Y=A+B控制端控制端EABY00000001101110001111010010111011真值表真值表输入输入输出输出EAB00011110011275346001110010Y=AB+EB+EA&EABY1本讲稿第三十一页，共三十四页8.某单位举办军民联欢晚会，军人某单位举办军民联欢晚会，军人持红票入场，群众持黄票入场
13、，持红票入场，群众持黄票入场，持绿票的军民均可入场。试设计持绿票的军民均可入场。试设计其电路，实现其功能。其电路，实现其功能。本讲稿第三十二页，共三十四页A AB BC CY Y0 00 00 01 10 00 01 11 10 01 10 00 00 01 11 11 11 10 00 00 01 10 01 11 11 11 11 11 10 01 11 11 1本讲稿第三十三页，共三十四页1.写出四选一电路的逻辑原理及写出四选一电路的逻辑原理及74LS153的的逻辑功能测试过程。逻辑功能测试过程。2.分析如何用分析如何用74LS153设计一位全加器。设计一位全加器。3.叙述设计过程，画出实验电路图，记录叙述设计过程，画出实验电路图，记录实验结果。实验结果。实验报告本讲稿第三十四页，共三十四页