1、實(shí)驗(yàn)1 組合邏輯電路分析與設(shè)計(jì) 2016/10/2 姓名： 學(xué)號： 班級：15自動(dòng)化2班l(xiāng) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容.3二.設(shè)計(jì)過程及討論.41.真值表.42.表達(dá)式的推導(dǎo).53.電路圖.74.實(shí)驗(yàn)步驟.75. PROTEUS軟件仿真.9三 測試過程及結(jié)果討論.111.測試數(shù)據(jù).112.分析與討論.13四 思考題.16實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：題目：設(shè)計(jì)一個(gè)代碼轉(zhuǎn)換電路，輸入為4位8421碼輸出為4位循環(huán)碼（格雷碼）。實(shí)驗(yàn)儀器及器件：1. 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱，示波器2. 器件：74LS00（簡化后，無需使用，見后面）74LS86（異或門），74LS197實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?基本熟悉數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱和示波器的使用 掌握邏輯電路的設(shè)計(jì)方法，并

2、且掌握推導(dǎo)邏輯表達(dá)式的方法 會(huì)根據(jù)邏輯表達(dá)式來設(shè)計(jì)電路1. 真值表：Q3Q2Q1Q0G3G2G1G000000000000100010010001100110010010001100101011101100101011101001000110010011101101011111011111011001010110110111110100111111000 ，為輸入，為輸出注：畫真值表的目的可讓我們用卡諾圖算出邏輯表達(dá)式并進(jìn)行化簡2. 邏輯公式的推導(dǎo) 步驟一：根據(jù)真值表畫出相應(yīng)的卡諾圖00011110000000011111110000101111000111100000110111001111

3、001000110001111000010101010111010110010100011110000110010110110110100110 步驟二：分別寫出G3，G2，G1，G0的最小項(xiàng)SOP 由圖得：=+=；=+=；=+=；=；3. 電路圖 ，分別是，。4. 實(shí)驗(yàn)步驟 步驟一： 用邏輯開關(guān)模擬二進(jìn)制代碼輸入，并把輸出接LED燈并檢查電路，看電路是否正常工作步驟二：用74LS197計(jì)數(shù)器構(gòu)成四位計(jì)數(shù)器，即十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器作為輸入信號源。首先74LS197的CP0接連續(xù)脈沖作為時(shí)鐘輸入，然后Q0與CP1連接，再將,接地，那么Q3，Q2，Q1，Q0就是計(jì)數(shù)器的輸出。將Q3，Q2，Q1，Q0分別

4、接LED燈，看是否工作正常。注：接完后，,要接回高電壓或不接任何東西即撥開，重新打開電源，才能啟動(dòng)計(jì)數(shù)器步驟三：計(jì)數(shù)器正常后，將Q3直接作為輸出G3，將Q3和Q2接74LS86（異或門）的輸入端，則輸出端即為G2，將Q2和Q1接74LS86（異或門）的輸入端，則輸出端即為G1，將Q1和Q0接74LS86（異或門）的輸入端，則輸出端即為G0，將G3，G2，G1，G0，Q3，Q2，Q1，Q0，CP0接入示波器的通道接口，進(jìn)行數(shù)據(jù)觀察注：當(dāng)接入示波器的通道接口時(shí)，要將連續(xù)脈沖調(diào)至10KHz的方波步驟四：用示波器觀察并記錄G3，G2，G1，G0，Q3，Q2，Q1，Q0，CP0的波形。注：注意電壓波形圖

5、之間的相位關(guān)系5. PROTEUS軟件仿真：電路圖：仿真電路功能： 可以看出，仿真得到的波形圖和8421碼轉(zhuǎn)格雷碼的真值表是十分相符的。1.測試數(shù)據(jù)實(shí)際電路連線：注：，分別為，。2.數(shù)據(jù)分析 因?yàn)閷?shí)驗(yàn)課時(shí)時(shí)間不夠，沒有拍照記錄，CP0的圖像，現(xiàn)用時(shí)序圖繪制如下： 由上所示的示波器測試數(shù)據(jù)圖，繪制，的時(shí)序圖如下：3.討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果：根據(jù)上述的時(shí)序圖，可以輕易看出的波形圖是有錯(cuò)誤的，應(yīng)是電線接觸不良導(dǎo)致示波器該輸出端口沒有接收到信號，導(dǎo)致波形圖為一條直線。而其余的波形圖都與真值表的對應(yīng)關(guān)系一致，符合實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。誤差原因：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差主要是在輸出結(jié)果上，在輸出結(jié)果的波形圖中，可以輕易看出的波形圖是有

6、錯(cuò)誤的，應(yīng)是電線接觸不良導(dǎo)致示波器該輸出端口沒有接收到信號，此外，許多波形圖中間都有白色線出現(xiàn)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，白色線仍然存在，可能是機(jī)器的原因，從上圖還可以看出有時(shí)候各輸出端口信號突然消失，波形圖均為一小段直線，可能是連接連續(xù)脈沖的電線接觸不良導(dǎo)致有一小段輸入信號沒有接收到。波形與電路功能間的關(guān)系：CP0連接連續(xù)脈沖之后作為時(shí)鐘輸入，故其波形圖就為連續(xù)脈沖的波形圖；連接CP1后，就是計(jì)數(shù)器的輸出，符合二進(jìn)制計(jì)數(shù)的性質(zhì)，即以0000,0001,0010.到1111然后再次0000的方式輸出信號，從波形圖中也能看出。之后，將作為8421碼輸入連接到代碼轉(zhuǎn)換的輸入端，得到的，即為以8421碼輸入信號轉(zhuǎn)換

7、得到的格雷碼輸出信號，從波形圖也可以看出符合各8421碼輸入得到的格雷碼真值表?？偨Y(jié)組合邏輯電路分析方法與設(shè)計(jì)過程：組合邏輯電路分析方法：由給定的組合邏輯電路寫函數(shù)式，然后對函數(shù)式進(jìn)行化簡或變換，根據(jù)化簡得到的最簡式列真值表后確認(rèn)邏輯功能。組合邏輯電路的設(shè)計(jì)：根據(jù)想要實(shí)現(xiàn)的邏輯功能列出真值表，然后由真值表寫出函數(shù)式，對函數(shù)式進(jìn)行化簡或變換后畫出邏輯圖并測試。實(shí)驗(yàn)的心得體會(huì)：（1）預(yù)習(xí)很重要，好的預(yù)習(xí)可以節(jié)省很多實(shí)驗(yàn)時(shí)花費(fèi)的時(shí)間。（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)遇到問題時(shí)，要先檢查是否是自己做錯(cuò)了，若排除主觀的問題發(fā)現(xiàn)是器材有問題時(shí)，應(yīng)盡早更換器材，避免耽擱更多的時(shí)間。（3）要注意把控時(shí)間，避免最后時(shí)間不夠?qū)е聦?shí)驗(yàn)

8、無法全部完成。（4）使用示波器時(shí)輸出端口最好按順序接線，比如，分別進(jìn)入，避免波形圖與輸出信號之間對應(yīng)關(guān)系不清導(dǎo)致混淆。（5）經(jīng)過這次實(shí)驗(yàn)，我掌握了利用卡諾圖化簡真值表并轉(zhuǎn)化為邏輯電路的方法，這對我接下來的學(xué)習(xí)是很有益的。思考分析 組合電路的分析。多功能發(fā)生電路的邏輯表達(dá)式為：Y=。F4F3F2F1取不同組合，則可得到以A、B為輸入變量的各種邏輯函數(shù)。表一：多功能發(fā)生電路函數(shù)表F4F3F2F1Y0000Y00001Y10010Y20011Y30100Y40101Y50110Y60111Y71000Y81001Y91010Y101011Y111100Y121101Y131110Y141111Y15表二：各函數(shù)真值表ABY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10Y11Y12Y13Y14Y15001111111100000000011100110011001100101111000011110000111010101010101010組合電路的分析：Y可以化簡為Y=，由化簡的表達(dá)式易