内容发布更新时间 : 2024/11/7 11:37:55星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实验三 组合逻辑电路(常用门电路、译码器和数据选择器)

一、实验目的

1．掌握组合逻辑电路的设计方法

2．了解组合逻辑电路的冒险现象与消除方法 3．熟悉常用门电路逻辑器件的使用方法

4．熟悉用门电路、74LS138和74LS151进行综合性设计的方法 二、实验原理及实验资料 （一）组合电路的一般设计方法

1．设计步骤

根据给出的实际逻辑问题，求出实现这一逻辑功能的最简单逻辑电路，这就是设计组合逻辑电路时要完成的工作。组合逻辑电路的一般设计步骤如图3.1所示。

逻辑问题抽象逻 辑真值表选定器件类型将函数式化简逻 辑电路图

图3.1 组合逻辑电路的一般设计步骤

设计组合逻辑电路时，通常先将实际问题进行逻辑抽象，然后根据具体的设计任务要求列出真值表，再根据器件的类型将函数式进行化简或变换，最后画出逻辑电路图。

2. 组合电路的竞争与冒险（旧实验指导书P17～20）

（二）常用组合逻辑器件

1．四二输入与非门74LS00

74LS00为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图3.2所示。它共有四个独立的二输入“与非”门，每个门的构造和逻辑功能相同。

14VCC1312&11109&8&&GND1234567

图3.2 74LS00引脚排列及内部逻辑结构

2．二四输入与非门74LS20

74LS20为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图3.3所示。它共有两个独立的四输入“与非”门，每个门的构造和逻辑功能相同。

14VCC131211109&&8GND1234567图3.3 74LS20引脚排列及内部逻辑结构

3．四二输入异或门74LS86

74LS86为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图3.4所示。它共有四个独立的二输入“异或”门，每个门的构造和逻辑功能相同。

14VCC=1=11312111098=1=1GND1234567图3.4 74LS86引脚排列及内部逻辑结构

3．3线－8线译码器74LS138

74LS138是集成3线－8线译码器，其功能表见表3.1。它的输出表达式为

Yi?G1G2AG2Bmi（i＝0，1，?7；mi是最小项），与基本门电路配合使用，它能够实现任何三变量的逻辑函数。74LS138为双列直插16脚塑料封装，外部引脚排列如图3.5所示。

表3.1 74LS138的功能表 输 入 控 制 端 输 入 端 G1 G2A G2B C B A 0 × × × × × × 1 × × × × × × 1 × × × 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 输 出 端 Y0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 Y1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 Y2 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 Y3 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 Y4 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 Y5 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 Y6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 Y7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

16VCC15Y014Y113Y212Y311Y410Y59Y674LS138A1B2C3G2AG2B45G16Y77GND8

图3.5 74LS138引脚排列

4．8选1数据选择器74LS151

74LS151是一种典型的集成电路数据选择器，它有3个地址输入端CBA，可选择D0 ～D78个数据源，具有两个互补输出端，同相输出端Y和反相输出端W。其功能表见表3.2，外部引脚排列如图3.6所示。它的同相输出表达式为（mi是最小项；Di是Y?G?miDi7数据输入），它能够实现任何三变量的逻辑函数。

i?0表3.2 74LS151的功能表 输 入 使能 G 1 0 0 0 0 0 0 0 0 地 址 选 择 C × 0 0 0 0 1 1 1 1 B × 0 0 1 1 0 0 1 1 A × 0 1 0 1 0 1 0 1 输 出 Y 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 W 1 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

16VCC15D414D513D612D711A10B9C74LS151D31D22D13D04Y5W6G7GND8 图3.6 74LS151引脚排列

三、实验设备与器件

设备：THHD-2型数字电子技术实验箱、示波器 器件：74LS00、74LS20、74LS86、74LS138、74LS151 四、实验内容及步骤

1．设计一个监测信号灯工作状态的逻辑电路，每一组信号灯由红、黄、绿三盏构成，其正常工作状态如图3.7所示，其余状态为故障状态，故障状态时要发出报警信号。要求用74LS151实现电路。