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1、.
實驗二 組合邏輯器件應用研究
實驗報告
一、實驗目的
1. 熟悉常見組合邏輯芯片的邏輯功能。
2.掌握中、小規(guī)模的組合邏輯芯片的使用方法。
3.體會邏輯函數化簡的意義。
4.學習組合邏輯電路的設計與調試方法。
二、實驗內容與步驟
1、查閱芯片的PDF文件資料,分清管腳名與邏輯功能對應的關系。
CD4011
CD4030
CD4012
CD4069
74HC138
74HC153
2、 靜態(tài)測試
驗證CD4011 、CD4030 、CD4012 、CD406
2、9 、74HC138、74HC153等所用到的芯片的邏輯功能。
通過實驗箱的驗證,CD4011 、CD4030 、CD4012 、CD4069 、74HC138、74HC153等芯片的輸入與輸出與真值表相符,邏輯功能正常。
3、四舍五入
用小規(guī)模集成芯片設計一個組合邏輯電路(四路輸入,一路輸出)實現“四舍五入”的功能,即當輸入的四位8421BCD碼不大于4時,輸出0;否則輸出1。
(1) 列出真值表畫出卡諾圖,如圖所示:
(2)與其對應的邏輯表達式為:Y=A+BD+BC=(A’(BD)’(BC)’)’
(3)限用與非門實現(一片CD4011+一片CD4012)
3、(4)仿真圖,如圖所示:
(5) 通過實驗箱驗證,上面的電路圖能實現四舍五入的功能。
4、大、小、二月判別
設計一個四輸入、三輸出的組合邏輯電路,實現“大、小、二月判別”,當輸入端輸入的數是1~12月份所對應的大月時,僅Y1輸出端為1;輸入的數對應是小月時,僅Y2輸出端為1;否則僅Y3輸出為1(代表是2月)。
(1)列出真值表畫出卡諾圖,如圖所示:
(2)與其對應的邏輯表達式為:
Y1=A’D+AD’=((A’D)’(AD’)’)’
4、 Y2=AD+A’BD’=((AD)’(A’BD’)’)’ Y3=A’B’CD’=(A+B+C’+D)’
(3)限用與非門實現(CD4002+CD4030)
(4)仿真圖,如圖所示:
(5)通過實驗箱驗證,上面的電路圖能實現大、小、二月判別的功能。
5、兩位數顯示
設計一個組合邏輯電路,控制實驗箱上的二組CD4511及LED數碼管,對應輸入的4位二進制數,完整顯示出0-15數字,從而解決CD4511譯碼芯片不能顯示9以上數據的問題。
(1)列出真值表畫出卡諾圖,如圖所示:
(2)
5、與其對應的邏輯表達式為:
Y0=D ,
Y1=ABC’+A’C=ABC’+A’B’C+A’BC’=((m1)’(m3)’(m3)’(m6)’)’
Y2=A’B+BC=A’BC+A’BC’+A’BC+ABC=((m2)’(m3)’(m7)’(m7)’)’,
Y3=AB’C’=m4=((m4)’(m4)’(m4)’(m4)’)’
Y4=AB+AC=AB(C+C’)+AC(B+B’)=ABC+ABC’+ABC+AB’C=ABC+ABC’+AB’C
=m5+m6+m7=((m5)’(m6)’(m7)’(m7)’)’
A=A2,B=A1,C=A0
(3)限用與非門實現(74HC138
6、 + CD4012 X2 )
(4)仿真圖,如圖所示:
(5)通過實驗箱驗證,上面的電路圖能實現兩位數顯示的功能。
三、實驗設備及芯片
數電實驗箱一個;
CD4011 (含4個兩輸入與非門);
CD4030 (含4個兩輸入異或門);
CD4012 (含2個四輸入與非門);
CD4069 (含6個非門);
74HC138(3/8譯碼器)、74HC153或CD4539(雙4選1數據選擇器)。
其它所需各種組合邏輯門和MSI的組合邏輯芯片。
4、 實驗心得
在這次實驗里,所有芯片的管腳圖都是我自己在網上查的,在這過程里我熟悉了在網上查閱芯片的過程,也懂得了如何去查找
7、芯片的資料。列真值表-畫卡諾圖-找邏輯關系式-做仿真-接電路,這個過程雖然很繁瑣、有時候很氣人,可是每完成一個實驗都很有成就感。這過程雖然有時候特別困難、特別苦,但那種通過自己努力來解決問題的喜悅是難以表達的。這是在以前做實驗中很少有過的樂趣,以前是靠別人幫忙,這次是完完全全是自己做的。
這次實驗讓我更加地了解組合邏輯電路的分析方法和設計方法,也讓我順道復習了這個單元的知識,也實現了課本與實際相結合的跨度,讓我對數電有了新的認識。
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