实验二 组合逻辑电路分析与设计

数字电子技术-实验二 组合逻辑电路分析与设计 数字电子技术是电子技术中的一种重要分支，它广泛应用于现代数字电子系统中。组合逻辑电路分析与设计是数字电子技术中的一种重要内容，本次实验的目的是为了掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法，并验证其逻辑功能。 一、实验目的 本次实验的目的是为了掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法，并验证其逻辑功能。实验中需要掌握组合逻辑电路的设计方法，并能用最少的逻辑门实现之。此外，还需要熟悉示波器的使用。 二、实验仪器及器件 实验中需要使用以下仪器和器件： * 数字电路实验箱 * 数字万用表 * 示波器 * 四个输入异或门 74LS86 * 可预置二-八-十六进制计数器 74LS197 三、实验预习 在进行实验之前，需要复习组合逻辑电路的分析方法和设计方法。需要对实验中所选的组合电路写出函数式，对实验中要求设计的电路，列出真值表，写出函数式，画出逻辑图，并在图上标明集成块引脚号。 四、实验原理 实验中需要掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法。 1. 组合逻辑电路的分析： 对已给定的组合逻辑电路分析其逻辑功能。步骤为： （1）由给定的组合逻辑电路写函数式； （2）对函数式进行化简或变换； （3）根据最简式列真值表； （4）确认逻辑功能。 2. 组合逻辑电路的设计： 就是按照具体逻辑命题设计出最简单的组合电路。步骤为： （1）根据给定事件的因果关系列出真值表； （2）由真值表写函数式； （3）对函数式进行化简或变换； （4）画出逻辑图，并测试逻辑功能。 掌握了上述的分析方法和设计方法，即可对一般电路进行分析、设计，从而可以正确地使用被分析的电路以及设计出能满足逻辑功能和技术指标要求的电路。 五、实验步骤 1. 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。 2. 用逻辑开关模拟二进制代码输入，并把输出接“0-1”显示器检查电路，看电路是否正常工作。 3. 用集成异步下降沿触发的异步计数器 74LS197 构成十六进制输入，QA 与 CPB 连接，则 QD、QC、QB 和 QA 就是十六进制计数器的输出。 4. 用 10KHZ 的方波作为计数器的脉冲，用示波器观察并记录CP、QD、QC、QB 和 QA 的波形。 六、实验结果 实验结果显示，电路正常工作。连接正常，电路正常工作。得到波形图分别如下： ①.CP 与 G3　　　②. CP 与 G2　③. CP 与 G1　④. CP 与 G0　⑤. CP 与 QA　⑥.CP 与 QB　⑦.CP 与 QC　⑧.CP 与 QD 七、实验分析 1. 逻辑电路图，如图所示。 2. 得到时序图，如图所示。 3. 可知 8421 转换为循环码过程为：G0=F1⊕F2,G1=F2⊕F3,G2=F3⊕F4,G3=F4 八、实验心得 在试验过程中遇到了几个问题，比如说在用逻辑开关模拟二进制代码输入时，数字电路试验箱上的电路连接是正确的，但是在显示器上却是错误的，经过老师的提示，我知道了是由于设备氧化，使得电压达不到高电平而使得本该显示为 1 的显示为 0。在老师指导的过程中，我明白了如何用万能表检测错误。老师希望我们能够利用现有的仪器，比如万用表，来检测是哪一部分的电路出现了故障，自主解决问题。