实验2 组合逻辑电路的设计.pdfVIP

实验二 组合逻辑电路的设计 1.实验目的 （1）熟练使用数字电路实验装置设计实验方案； （2）掌握用基本门电路实现组合电路的设计方法。 （3）掌握实现组合逻辑电路的连接及调试方法。 2.实验仪器与材料 （1）数字电路实验装置1 台； （2）双列直插集成电路芯片74LS10、74LS20 各 1 片，导线若干。 3.知识要点 （一）组合逻辑电路的设计方法 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过程如图2-1 所示。 最简出 实际 逻辑 列真 逻辑 变换 画出 连接 与或式 逻辑 抽象 值表 函数 表达 逻辑 电路 问题 化简 式 图 实现 图2—1 组合逻辑电路设计流程图 (1) 把实际逻辑问题进行逻辑抽象，列出真值表 在许多情况下，提出的设计要求是用文字描述的一个具有一定因果关系的事件。这时就需要 通过逻辑抽象的方法，用一个逻辑函数来描述这一因果关系。 逻辑抽象的工作通常是这样进行的： 1) 分析事件的因果关系，确定输入变量和输出变量。输入变量一般被定义为引起 事件的原因，输出变量一般被定义为事件的结果。 2) 定义逻辑状态的含意，进行逻辑状态赋值。 以二值逻辑的0、1 两种状态分别代表输入变量和输出变量的两种不同状态。这里0 和1 的具体含意完全是由设计者人为选定的。 3) 根据给定的因果关系列出逻辑真值表。 举例： “大月指示器”的逻辑功能如下：输入一年中的具体月份，电路能自动判别出“大月” 还是“小月”（大月有31 天）。 通过分析，逻辑抽象结果为：月份输入 ABCD 可以由 4 位二进制代码表示，例如 ABCD=0001 表示输入月份为 1 月，ABCD=0010 表示2 月，ABCD=0011 表示3 月，， ABCD=1100 表示 12 月；输出Y 的逻辑值1 或0 分别表示信息“大月”或“小月”，Y=1 表 示大月，Y=0 表示小月。列出真值表如表2- 1 所示。 (2) 写出逻辑函数式，并化简 为便于对逻辑函数进行化简和变换，需要把真值表转换为对应的逻辑函数式。在使 用小规模集成的门电路进行设计时，为获得最简单的设计结果，应将函数式化成最简形式， 即函数式中相加的乘积项最少，而且每个乘积项中的因子也最少。 举例：“大月指示器”的卡诺图化简如图2-2 所示。得到最简与或式为Y AD  A D  (3) 选定器件的类型 为了实现最终的逻辑函数，既可以用小规模集成门电路组成相应的逻辑电路，也可以用中规 模集成的常用组合逻辑器件或可编程逻辑器件等构成相应的逻辑电路。应该根据对电路的具体要 求和器件的资源情况决定采用哪一种类型的器件。 举例：“大月指示器”的电路选择集成与非门器件74LS10、74LS20 实现。 表2-1 大月指示器真值表 A B C D Y 0 0 0 0  0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1