組合邏輯電路

1.學習數(shù)字電路的集成芯片的使用方法。

一、實驗目的2.熟悉組合邏輯電路設計過程。

1.要求利用一片74LS00芯片（含有4個“與非”門）設計實現(xiàn)一個“異或”功能的電路。

二、實驗任務3.初步掌握利用小規(guī)模集成邏輯芯片設計組合邏輯電路的一般方法。

2.實現(xiàn)自備電站中發(fā)電機啟停控制電路設計，電路功能為：某工廠有三個車間和一個自備電站，站內(nèi)有兩臺發(fā)電機X和Y，Y的發(fā)電量是X的兩倍，如果一個車間開工，啟動X就可滿足要求；如果兩個車間同時開工，啟動Y就可滿足要求；若三個車間同時開工，則X和Y都應啟動，試設計一個用“異或”門（74LS86）控制X

、“與或非”門（74LS54）及“非”門（74LS04）芯片控制Y的啟停電路。

數(shù)字電路實驗箱(

74LS00、74LS86、74LS54、74LS04數(shù)字集成芯片、脈沖源

)、數(shù)字萬用表、示波器、導線。三、實驗設備(a)外封裝圖左邊一個半圓小缺口，管腳順序是從左下腳逆時針數(shù)起。輸入一般用A、B、C……表示,輸出用Y、F表示ＮＣ(管腳3和11)是空腳,表示該引出線沒有使用。(b)雙4輸入“與非”門引腳圖74LS20四、實驗原理及步驟“與或非”門（74LS54）芯片管腳圖介紹

因為是“與或非”門，根據(jù)“或非”門的特點：有“1”出“0”、全“0”出“1”，所以對于74LS54多余的“或”門管腳必須接地處理,不能懸空，以防門被“關閉”。

對于小規(guī)模集成電路的芯片的多余輸入端的處理,根據(jù)邏輯門的邏輯特點在門不被關閉時允許懸空，懸空相當于邏輯“1”。24P管腳插座實驗箱介紹

接線以芯片管腳為準，注意插座序號與實際芯片管腳序號的區(qū)別.ABF=1名稱表達式邏輯符號特點“非”門

Y＝有“0”出“1”有“1”出“0”“或非”門Y＝A+B有“1”出“0”全“0”出“1”“與非”門Y＝A·B有“0”出“1”全“1”出“0”“異或”門Y＝AB相同出“0”不同出“1”常用集成門電路的特點輸出發(fā)光二極管公共端接地共陰極回路，高電平有效輸入電路

輸入:16路白色鈕子開關置“H”表示邏輯“1”,置“L”表示邏輯“0”

輸出:16路發(fā)光二極管亮表示邏輯“1”

,二極管滅表示邏輯“0”輸出電路輸入(白色鈕子開關)“0”:UiL=0.0V～0.02V“1”:UiH

≈5V邏輯電位“0”:UOL=0.0V～0.4V“1”:UOH=2.4V～3.6VTTL:CMOS:“0”:UOL=0.0V～0.25V“1”:UOH≈5V(接5V電源時)輸出TTL:74LSXX,74XX,74HXX,74SXX

電源Vcc:接5VGND:接地CMOS:74HC,CCXXXXVDD:3～18V(可接5V)VSS:接地電源型號根據(jù)題目輸入和輸出要求及相互關系，進行邏輯抽象,即說明邏輯變量；組合邏輯電路1的設計步驟：列出真值表；用公式法或卡諾圖化簡，寫出滿足給定的芯片的邏輯表達式；用邏輯符號畫出該邏輯表達式的邏輯電路圖。組合邏輯電路1的特點：由小規(guī)模集成電路邏輯門芯片構(gòu)成；電路的輸出只與電路當前輸入有關。邏輯抽象★輸入變量：分別用A、B、C等表示★輸出變量：用F、Y或題目指定符號表示根據(jù)題意“1”：表示高電平報警，則“0”表示不報警“0”：表示低電平報警，則“1”表示不報警假設“1”：表示……“0”：表示……“1”：表示……可用實驗箱發(fā)光二極管作報警信號指示

任務一：一片74LS00芯片實現(xiàn)“異或”功能

查管腳圖，一片74LS00芯片，含有4個獨立的“與非”門，要實現(xiàn)“異或”功能必須化簡成≤4個“與非”門的組合來實現(xiàn)。ABF00011011

0110真值表化簡過程和邏輯表達式邏輯電路

輸入變量：A、B、C（分別表示三盞燈）假設“0”：表示不亮燈“1”：表示亮燈列真值表邏輯抽象舉例：設計一個照明工作狀態(tài)的邏輯電路

電路由紅、黃、綠三盞燈組成。正常工作時，只允許有一盞燈點亮；在其它的點亮狀態(tài)時要求發(fā)出故障信號。(用“與或非”門74LS54和“非”門74LS04實現(xiàn)）輸出變量：用F表示“1”：表示報警“0”：表示正常假設

寫出輸出

F

的最小項的表達式，用公式法或卡諾圖化簡成滿足給定的芯片的邏輯表達式。用卡諾圖化簡化簡過程和邏輯表達式用“與或非”門(74LS54)實現(xiàn)因為74LS54的表達式是：它是由4個“與”門，經(jīng)“或非”后輸出的所以多出的一個“與”門,為了滿足“或非”門不被關閉，必須將它接地處理。對于“與”門中多出的輸入端，為了滿足門不被關閉,可接“1”處理或懸空處理?！飳φ者壿嫳磉_式(3個“與”門經(jīng)“或非”后輸出),★用“與或非”門(74LS54)及“非”門(74LS04)實現(xiàn)的F：

YY=ABBCAC即：++輸出為什么?邏輯電路1.用萬用表擋、電阻2K擋或?qū)Ь€連接+5V電源與輸出發(fā)光二極管等方法檢查導線導通情況，當萬用表發(fā)出蜂鳴聲、阻值示數(shù)約為0或發(fā)光二極管亮時,均表示導線導通。

3.在實驗時，對于小規(guī)模集成電路的芯片的多余輸入端在門不被關閉時允許懸空，懸空相當于邏輯“1”。步驟:

2.根據(jù)給定芯片的管腳圖，電源均按+5V和地接入(注意不要接反)。按照設計好的邏輯電路圖連接電路,輸入接白色鈕子開關，輸出接發(fā)光二極管，控制輸入開關，驗證真值表，觀察表示輸出“1”的發(fā)光二極管的亮燈情況。4.用萬用表20V擋測量任務一、二的輸入、輸出電位(即輸入、輸出在邏輯“0”和“1”時對地電壓，正常的電壓值范圍前面已介紹)。VAVBVF邏輯狀態(tài)00電位(V)邏輯狀態(tài)01電位(V)邏輯狀態(tài)10電位(V)邏輯狀態(tài)11電位(V)任務一電位測試任務二電位測試

5.A接低電平，B接高電平，C接1kHz脈沖，記錄輸入C與輸出Y的波形。示波器的電壓衰減置2V/每格(可利用真值表中得到理論上的C與Y的波形加以核對)。

在驗證真值表時，如某個輸出狀態(tài)出錯，可在該狀態(tài)下，用萬用表的直流電壓20V擋從輸入端一級一級向后逐級測量各門的輸出電位，校驗門的輸入輸出邏輯關系，不符合門的邏輯特點話，則該門電路為故障，即該芯片故障。故障檢查六、注意事項注意通常電源均按+5V和地接入，每個芯片都需接入一對電源，為防止遺漏，可把它定為接線的第一步。注意電源不要接反，否則會燒壞芯片。因為擴展箱與主箱間沒有電的連接，所以擴展箱上的每個芯片電源需通過主箱電源(+5V和地)接入。

TTL集成塊輸出不允許并聯(lián)(“線與”)使用(集電極開路門(OC門)和三態(tài)門電路除外)。否則會使電路邏輯功能混亂，嚴重時串聯(lián)形成大電流會導致器件損壞。不可在接通電源的情