实验一_组合逻辑电路分析与设计.docx

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1、实验1组合逻辑电路分析与设计2016/10/2姓名：学号：班级：15自动化2班目录实验内容3二.设计过程及讨论41. 真值表42. 表达式的推导53. 电路图74. 实验步骤75. PROTEUS软件仿真9三测试过程及结果讨论111. 测试数据112. 分析与讨论13四思考题16实验内容实验内容：题目：设计一个代码转换电路，输入为4位8421码输 出为4位循环码（格雷码）。实验仪器及器件：1. 数字电路实验箱，示波器2. 器件：74LS00 （简化后，无需使用，见后面）74LS86 （异或门），74LS197实验目的： 基本熟悉数字电路实验箱和示波器的使 用 掌握逻辑电路的设计方法，并且掌握推

2、导 逻辑表达式的方法 会根据逻辑表达式来设计电路1. 真值表:。3q2Q1Q0G3G2G1G000000000000100010010001100110010010001100101011101100101011101001000110010011101101011111011111011001010110110111110100111111000Q0, Q1, Q2, Q3 为输入，G0, G, G2, G3 为输出注：画真值表的目的可让我们用卡诺图算出逻辑表达式并进 行化简2. 逻辑公式的推导步骤一：根据真值表画出相应的卡诺图G :0QQ o 1QQ2 300011110000000011

3、h-111110000101111G:1QQ0 1QQ2 30001111000001101p一 一 _00111I1 001000C 1G :2QQ0 iQQ2 300011110000f110广1010101110101100101G :3QQ0 1QQ2 300011110000e 标eTiG2LroeoG3i_r3. 讨论 实验结果：根据上述的时序图，可以轻易看出气的波形图是有错 误的，应是电线接触不良导致示波器该输出端口没有接收到信号，导 致波形图为一条直线。而其余的波形图都与真值表的对应关系一致， 符合实验的内容。 误差原因：实验数据的误差主要是在输出结果上，在输出结果的波 形图中

4、，可以轻易看出气的波形图是有错误的，应是电线接触不良 导致示波器该输出端口没有接收到信号，此外，许多波形图中间都有 白色线出现，重复实验，白色线仍然存在，可能是机器的原因，从上 图还可以看出有时候各输出端口信号突然消失，波形图均为一小段直 线，可能是连接连续脉冲的电线接触不良导致有一小段输入信号没有 接收到。 波形与电路功能间的关系：CP0连接连续脉冲之后作为时钟输入， 故其波形图就为连续脉冲的波形图；Q0连接cpi后，Q3，Q2，q， Q0就是计数器的输出，符合二进制计数的性质，即q3 Q2 Q1 Q0以 0000,0001,0010.到iiii然后再次0000的方式输出信号，从波形图中 也

5、能看出。之后，将Q3 Q2 Q1 Q0作为8421码输入连接到代码转换的 输入端，得到的G0，Gi，气，G3即为以8421码输入信号转换得到 的格雷码输出信号，从波形图也可以看出符合各8421码输入得到的 格雷码真值表。 总结组合逻辑电路分析方法与设计过程：组合逻辑电路分析方法： 由给定的组合逻辑电路写函数式，然后对函数式进行化简或变换，根 据化简得到的最简式列真值表后确认逻辑功能。组合逻辑电路的设 计:根据想要实现的逻辑功能列出真值表，然后由真值表写出函数式， 对函数式进行化简或变换后画出逻辑图并测试。 实验的心得体会：（1）预习很重要，好的预习可以节省很多实验时 花费的时间。（2）实验时遇

6、到问题时，要先检查是否是自己做错了， 若排除主观的问题发现是器材有问题时，应尽早更换器材，避免耽搁 更多的时间。（3）要注意把控时间，避免最后时间不够导致实验无法 全部完成。（4）使用示波器时输出端口最好按顺序接线，比如G0，G1，G2, G3分别进入D0, D1, D2, D3，避免波形图与输出信号之间 对应关系不清导致混淆。（5）经过这次实验，我掌握了利用卡诺图化 简真值表并转化为逻辑电路的方法，这对我接下来的学习是很有益 的。思考分析组合电路的分析。多功能发生电路的逻辑表达式为：Y= F1 AB F 2AB F3AB F4AB。F4F3F2F1取不同组合，则可得到以A、B为输入 变量的各

7、种逻辑函数。表一：多功能发生电路函数表F4F3F2F1Y0000Y00001Y10010Y20011Y30100Y40101Y50110Y60111Y71000Y81001Y91010Y101011Y111100Y121101Y131110Y141111Y15表二：各函数真值表ABY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10Y11Y12Y13Y14Y15001111111100000000011100110011001100101111000011110000111010101010101010组合电路的分析：Y可以化简为Y=（f + AB）（f +雨（f + AB）（f + ），由化简的表达 1234式易得，不论输入变量A、B取何值，而、AB、AB总是 其中一个为0其余为1，则Y等于F、F、F、F中其中一 1234个。比如若A=1、B=1，则而二0，其余为1，此时Y= f。所以 这个逻辑电路的功能为以A，B为选择输入端，以F1，F2, F3, F4为数据输入端，根据A、B输入的值的不同，数据输 出端Y为f、F、F、F中其中一个。1234