浅谈实验3.2 组合逻辑电路设计1.ppt

实验3.2 组合逻辑电路设计1 数字电子技术实验 1.学习数字电路的集成芯片的使用方法。 一、实验目的 2.熟悉组合逻辑电路设计过程。 1.要求利用一片74LS00芯片（含有4个“与非”门）设计实现一个“异或”功能的电路。 二、实验任务 3.掌握“门”的控制作用。 2.实现自备电站中发电机启停控制电路设计，电路功能为：某工厂有三个车间和一个自备电站，站内有两台发电机X和Y，Y的发电量是X的两倍，如果一个车间开工，启动X就可满足要求；如果两个车间同时开工，启动Y就可满足要求；若三个车间同时开工，则X和Y都应启动，试设计一个用“异或”门（74LS86）控制X 、“与或非”门（74LS54）及“非”门（74LS04）芯片控制Y的启停电路。 数字电路实验箱( 74LS00、74LS86、74LS54、74LS04数字集成芯片、脉冲源 )、数字万用表、示波器、导线。 三、实验设备 (a)外封装图 左边一个半圆小缺口，管脚顺序是从左下脚逆时针数起。输入一般用A、B、C… …表示,输出用Y、F表示 ＮＣ(管脚3和11)是空脚,表示该引出线没有使用。 (b)双4输入“与非”门引脚图 74LS20 四、实验原理 24P管脚插座 实验箱介绍 接线以芯片管脚为准，注意插座序号与实际芯片管脚序号的区别. AB F =1 名称 表达式 逻辑符号 特 点 “非”门 Y＝ 有“0”出“1” 有“1”出“0” “或非”门 Y＝A+B 有“1”出“0” 全“0”出“1” “与非”门 Y＝A·B 有“0”出“1” 全“1”出“0” “异或”门 Y＝A?B 相同出“0” 不同出“1” 常用集成门电路的特点 门的控制作用 门电路在使用中常将某一输入端作为控制端，使该门始终处于“开启”或“关闭”状态。在集成电路中，经常利用控制端来选通整个芯片，称为选通端，或称使能端，记作EN（Enable）。 根据题目输入和输出要求及相互关系，进行逻辑抽象,即说明逻辑变量； 组合逻辑电路1的设计步骤： 列出真值表； 用逻辑符号画出该逻辑表达式的逻辑电路图。 组合逻辑电路1的特点： 由小规模集成电路逻辑门芯片构成； 电路的输出只与电路当前输入有关。 写出最小项。用公式法或卡诺图化简，写出满足给定的芯片的逻辑表达式； 逻辑抽象 ★输入变量：分别用A、B、C等表示 ★输出变量：用F、Y或题目指定符号表示 根据题意 “1”：表示高电平报警，则“0”表示不报警 “0”：表示低电平报警，则“1”表示不报警 假设 “1”：表示…… “0”：表示…… “1”：表示…… 可用实验箱发光二极管作报警信号指示 输出发光二极管公共端接地共阴极回路，高电平有效 输入电路 输入:白色钮子开关置“H”表示逻辑“1”,置“L”表示逻辑“0” 输出:发光二极管亮表示逻辑“1” ,二极管灭表示逻辑“0” 输出电路 输入(白色钮子开关) “0”: UiL=0.0V～0.02V “1”: UiH ≈5V 逻辑电位 “0”: UOL=0.0V～0.4V “1”: UOH=2.4V～3.6V TTL: CMOS: “0”: UOL=0.0V～0.25V “1”: UOH≈4.5V(接5V电源时) 输出 TTL:74LSXX ,74XX ,74HXX ,74SXX 电源 Vcc: 接5V GND: 接地 CMOS: 74HC , CCXXXX VDD: 3～18V(可接5V) VSS: 接地 电源 型号 任务一：一片74LS00芯片实现“异或”功能 一片74LS00芯片，含有4个独立的“与非”门，要实现“异或”功能必须化简成≤4个“与非”门的组合来实现。 A B F 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 真值表 逻辑电路 根据真值表写出最小项： 根据最小项用公式法或卡诺图化简至给定芯片逻辑表达式（用一片“与非”门实现）： 输入变量：A、B、C（分别表示三盏灯） 假设 “0”：表示不亮灯 “1”：表示亮灯 列真值表 逻辑抽象 设计举例：设计一个照明工作状态的逻辑电路 电路由 红、黄、绿三盏灯组成。正常工作时，只允许有一盏灯点亮；在其它的点亮状态时要求发出故障信号。(要求用“与或非”门74LS54和“非”门74LS04实现） 输出变量：用F表示 “1”：表示报警,用发光二极管 “0”：表示正常,用发光二极管 假设 用卡诺图化简 根据真值表写出最小项： 根据最小项化简至给定芯片逻辑表达式（用“与或非”门和“非”门实现）： “与或非”门（74LS54）芯片管脚图介绍 “与或非”门的特点与“或非”门相同：有“1”出“0”、全“0”出“1”。所以对于74