实验二组合逻辑电路分析与设计

一．实验目的

1．掌握小规模（SSI）组合逻辑电路的分析与设计方法。 2．熟悉常用中规模（MSI）组合逻辑部件的功能及其应用。

*3．观察组合电路的竞争-冒险现象，了解消除冒险现象的方法。 二．实验设备与器件

双踪示波器：DS1062C 函数信号发生器：SG1651 数字实验箱：THD-4 数字万用表：MS8222D

实验器件： 74LS00、74LS02、74LS20、74LS54、74LS83、 74LS86、74LS138、74LS151 三．实验内容

(一) 组合逻辑电路的分析

1．分析图16-1所示“一位数值比较器”电路的逻辑功能，说明其逻辑关系与实际意义，并将验证测试结果填入表16-1。

表16-1 输 入 A B 0 0 0 1 1 0

输 出 F 1 F 2

F 3

1 1

*2．分析图16-2所示“四位二进制原码／反码转换”电路的逻辑功能，按照表16-2选取其中一位作出分析，并记录测试结果。

表16-2

控制

输入

输出

K 0 1

A i 0 1 0 1

Y i

3．分析图16-3采用MSI芯片（3-8译码器）构成的组合逻辑电路，正确连接各引脚并供电，然后测试电路功能，结果填入表16-3。

表16-3

输入 A B C 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 注：当

、

m i 系 A 2 A 1 A 0 的最小项（参见附录Ⅳ中 74LS138真值表）。

*4．分析图16-4“8421BCD码-8421余3码转换电路”的逻辑功能，将测试结果填入表16-4。 注： 74LS83资料见附录Ⅳ。 表16-4 输 入 A 3 A 2 A 1 A 0 0 0 0 0 0 0 0 1

输 出 S 3 S 2 S 1 S 0

输出 F

时，译码器输入输出逻辑关系为：

0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1

，试用一片74LS54（四组输入与或非门）

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 0 1 1 1 1

(二) 组合逻辑电路的设计与测试 1．逻辑函数为：

设计其组合逻辑电路。并将测试结果列表记录。 注：测试中，应考虑TTL门多余输入端的处理。

2．用最少的异或门（74LS86）设计一个“三位二进制码的奇校验器”：当三位数码中出现奇数个“1”时，输出为“1”，否则输出为“0”。

*3．试用最少的异或门和与非门设计一个反映泵房水泵工作情况的控制电路，要求：三台水泵中若有一台水泵出现故障时，黄灯亮；二台水泵故障时，红灯亮；并三台水泵同时发生故障的情况不出现。

4．设计一个电机启动逻辑控制器：A、B、C三个开关符合如下条件时电机启动：A与B闭合，或A与C闭合，或A、B、C同时闭合；否则电机不启动。

阅读教材及 附录 中数据选择器有关内容，用 MSI芯片74LS151（8选1数据选择器）设计该控制器，并将验证测试结果列表记录。

注： 74LS151选通端 时，输出 。

其中 m i 系A 2 A 1 A 0 地址码的最小项。 四．预习要求

1．复习教材中组合逻辑电路的分析与设计方法。

2．了解实验中所用SSI/MSI芯片引脚的功能与使用方法。 3．设计实验电路及记录表格。 4．简答思考题。 五．实验报告

1．写出有关实验内容的设计过程，注明变量条件。 2．记录各项实验测试数据与波形，并加以分析。 3．简答思考题。 六．思考题

1．与门、与非门多余输入端应如何处理？ 2．或门、或非门的多余输入应如何处理？

3．比较用SSI门电路和用MSI部件进行组合逻辑电路设计时，各有何优缺点？

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