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实验2 组合逻辑电路设计

一、 实验目的与要求
1.掌握加法器、 译码器、 编码器、 数据选择器的逻辑功能和应用方法。
2.熟悉利用中、 小规模集成电路的设计方法。

二、 实验仪器及器件:
主要使用电子元器件:
74148 优先编码器
7447 七段显示的译码器
74LS138 3线8线译码器
74LS151 8选1数据选择器
74LS153 4选1数据选择器
74LS85 4位数值比较器
CC4585 CMOS4位比较器
七段数码显示器

三、 实验内容

任务1: CC4585比较器应用
在Multisim7中仿照图1连接电路。分析4位全比较器的逻辑功能, 将分析结果记入自己设计的测试表格中。使用器件CMOS CC4585, 注意用CMOS的电源。

图1 4位比较器CC4585的基本应用仿真电路
实验报告要求:
1、 自己设计测试表格, 填写测试结果。

任务2: 3线－8线译码器应用

1) 74LS138译码器的逻辑功能学习

仿照图3连接实验电路。依照图2所示74LS138功能表, 用发光二极管检测电路的逻辑功能。

图2 74LS138功能表

图3 74LS138功能分析电路

此部分不需要写实验报告。

2) 74LS138译码器的应用
用74LS138译码器实现逻辑函数。自拟实验方案, 记录实验结果。要求列出设计真值表, 先使用Multisim7画出仿真电路, 再搭建实际电路。

实验报告要求:
1、 写出函数的最小项表示式。
2、 画出逻辑电路图。

任务3 74LS151 8选1数据选择器的应用

1) 74LS151译码器功能学习
仿照图连接实验电路。依照图所示74LS151功能表, 用发光二极管检测电路的逻辑功能。

此部分不需要写实验报告。
2) 74LS151译码器的应用
用74LS151译码器实现逻辑函数。自拟实验方案, 记录实验结果。要求列出设计真值表, 先使用Multisim7画出仿真电路, 再搭建实际电路。
实验报告要求:
3、 写出函数的最小项表示式。
4、 画出逻辑电路图。

任务4:
有一密码锁有三个按键, 分别是A、 B、 C。当三个键均不按下时, 锁打不开, 也不报警; 当只有一个键按下时, 锁打不开, 且发出报警信号; 当有两个键同时按下时, 锁打开, 也不报警。当三个键都按下时, 锁打开, 但要报警。请设计此逻辑电路, 分别用( 1) 3线8线译码器( 74LS138) 和与非门; ( 2) 8选1数据选择器( 74LS151) 和与非门。 ( 3) 4选1数据选择器( 74LS153) 和与非门。
设: 键按下为”1”, 未按下为”0”;
锁开为”1”, 不开锁为”0”;
报警为”1”, 不报警为”0”。
1、 根据需求画出真值表。
2、 画出逻辑电路图。
3、 在Multisim中用仿真软件实现。

选做1:
实验任务1: 利用74148 优先编码器和7447 七段显示的译码器, 实现开关位置检测和显示功能, 参考电路图如图1所示, 请在Multisim中用仿真软件实现。

图1 编码-译码电路
提示: 七段显示器
七段显示器能够在 Indicators组中找到(见图2), 有共阳(SEVEN_SEG_COM_A)和共阴(SEVEN_SEG_COM_K)两种七段显示器。DCD_HEX 是在七段显示器内部集成了段译码器。

图2 七段显示器

实验报告要求:
说明该电路存在什么问题? ( 提示: 无键按下时显示是否正常? ) 请修正电路, 实现无键按下时, 没有任何显示。画出修正的电路图。

选做2:
设计4位二进制加、 减法器( 不带进位) 。 要求用一个开关选择加法还是减法运算, 用开关选择输入”0”或”1”, 用七段数码管( 能够用带译码功能的七段显示DCD_HEX) 现实运算结果。( 并在Multisim中用仿真软件实现) 。
需要使用的芯片:
加法器: 能够使用74LS83 四位全加器实现。
异或门: 74LS86异或门EOR2。
预习: 先画出逻辑电路图
实验报告要求:
1、 画出逻辑电路图。
2、 说明仿真测试结果。

选做3:
用4位数值比较器( 74LS85) 和4位全加器(74LS83)构成4位二进制转换成8421BCD的转换电路。(思路: 当二进制数大于9时, 需要加上几, 就能够变为8421BCD? )