中山大学数电实验三利用MSI设计组合逻辑电路Word格式文档下载.docx
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器),其构造如下图所示
译码器是将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平信号。
如
下图为3线-8线译码器。
当附加控制门Gs的输出为高电平(S=1)时,可由
逻辑图写出:
从上式可看出,Y0-Y7同时又是A2、A1、A0这三个变量的全部最小项
的译码输出。
所以这种译码器也叫最小项译码器。
如果将A2、A1、A0当作逻
辑函数的输入变量,则可利用附加的门电路将这些最小项适当的组合起来,
便可产生任何形式的三变量组合逻辑函数。
译码器又可作为数据分配器,可
以将一路信号送到地址选择信号指定的输出。
如输入为D,地址信号为A、B、
C,可将D按地址分配到八路输出FO、F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7.
数据选择器的功能是从一组输入数据中选出某一个信号输出,或称为多路开关。
2、复习采用中规模集成电路实现组合逻辑电路的方法,如使用译码器和数据
择器实现组合逻辑电路
本实验用八选一数据选择器74LS151,要实现的真值表如下所示:
S1SOAB丫
000000001000100001110100001011011010
1111
1000010011101011011011001110111110
用proteus7.4模拟连接如下图所示
模拟示波器显示如下图所示(只显示输出丫的波形):
本实验用数据分配器74LS138要实现的真值表如下所示
数电实验三利用MSI设计组合逻辑电路实验报告
一、实验目的
1、熟悉编码器、译码器、数据选择器等组合逻辑功能模块的功能与使用方
法。
2、掌握用MSI设计组合逻辑电路的方法。
二、实验仪器及器件
1、数字电路实验箱、数字万用表、示波器。
2、器件:
74LS00X1,74LS197X1,74LS138X1,74LS151X1.
三、实验内容与步骤
1、用八选一数据选择器74LS151设计一个函数发生器电路,它的真值表如预习
报告中所示。
待静态测试检查电路工作正常后,进行动态测试。
将74LS197连接成十六进制作为电路的输入信号源,用示波器观察并记录CPS1、S0、
A、B、丫的波形。
将74LS197的QBQCQD分别接到74LS151的A0A1、A2,QA端的输出相
当于真值表中的B,74LS151的D0到D7分别对应QBQCQD的八种组合。
、不变、由真值表可推出,这八种组合对QA所做的逻辑运算分别为:
恒为0不变、恒为1、不变、取非、恒为1、恒为0.
接线完成后,观察波形如下图所示:
⑴CP和B对比图
由图可以看出,信号B在CP的下降沿发生跳变,CP的频率是B的频率的两
倍。
CP引起B的变化,即Cp是因,B是果
(2)B和A对比图
由图可以看出,信号A在B的下降沿发生跳变,B的频率是A的频率的两倍
⑶A和SO的对比图
由图可以看出,信号SO在A的下降沿发生跳变,A的频率是SO的频率的两倍。
⑷SO和S1对比图
由图可以看出,信号S1在SO的下降沿发生跳变,SO的频率是S1的频率的两倍。
⑸S1和Y对比图
由图可以看出,当S1为低电平时,丫的变化为00010111;
当S1为高电平时,丫的变化为01101100.Y的周期与S1的周期相同。
根据以上波形图,作出总的时序图如下:
对比所列表格中丫的变化可知实验连接及实验结果是正确的,这就是所要设计的函数发生器电路。
2、用3线-8线译码器74LS138实现一电路,该电路真值表如预习报告中所
示。
将74LS197连接成八进制作为电路的输入信号源,将QDQCQB分别与A、B、C连接,D接模拟开关。
将74LS138附加控制端S1作为数据输入端,同时令S2=S3=0,A2、A1、A0作为地址输入端,即可将S1送来的数据只能通过A2、A1、A0所指定的一根输出线反相后送出去。
静态检测正确后,用示波器观察并记录D=
1时,CPAB、C及F0-F7的波形。
观察波形图如下所示
⑴CP和C对比图
由图可以看出,信号C在CP的下降沿发生跳变,CP的频率是C的频率的两倍。
CP引起C的变化,即CP是因,C是果
⑵C和B对比图
由图可以看出,信号B在C的下降沿发生跳变,C的频率是B的频率的两倍
⑶B和A对比图
由图可以看出,对比时钟信号,F0的变化为01111111循环变化。
F0的周期是时钟信号周期的8倍,且F0在时钟信号的下降沿发生跳变。
⑸F1和F0对比图
由图可以看出,F2与F1的变化规律以及周期频率都一致,但F2的变化比F1
慢八分之一个周期,F2是在F1的上升沿发生跳变。
(7)F2和F3对比图
(8)F3和F4对比图
由图可以看出,F4与F3的变化规律以及周期频率都一致,但F4的变化比F3慢八分之一个周期,F4是在F3的上升沿发生跳变。
(9)F4和F5对比图
由图可以看出,F6与F5的变化规律以及周期频率都一致,但F6的变化比F5慢八分之一个周期,F6是在F5的上升沿发生跳变。
(11)F6和F7对比图
由图可以看出,F7与F6的变化规律以及周期频率都一致,但F7的变化比
F6慢八分之一个周期,F7是在F6的上升沿发生跳变。
对比真值表FO—F7的变化,可知实验连接和实验结果是正确的。
四、实验心得与体会
1、本实验让我明白了一些中规模的器件不仅具有它所设计的功能,还可以用来
实现组合逻辑电路函数。
2、实验箱上没有非门,要实现非的功能,可用与非门。
实验箱上有74LS0O74LS1O74LS20三种型号的与非门,其中74LS00有两个,右边那个没有接电源。
操作时,只需将信号从与非门的一个输入端输入,即可在输出端得到被反相的输出信号。
3、实验时示波器出现了波形移动和波形重叠的现象,调节LEVEL旋钮到适当
位置,这种现象即消失。
查阅书本后发现,这种现象是扫描频率不是信号频率的整数倍而导致的,LEVEL旋钮正是可以调节扫描频率,使之达到信号频率的整数倍。
4、在使用74LS19774LS151、74LS138等中规模器件时,有的孔要恒接高电平
或恒接低电平,这些细节一定要注意,否则可能影响实验结果甚至造成错误。
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- 中山大学 实验 利用 MSI 设计 组合 逻辑电路