組合邏輯電路的設計實驗報告

廣西大學實驗報告紙

實驗內容指導老師

【實驗名稱】

組合邏輯電路的設計

【實驗目的】

學習組合邏輯電路的設計與測試方法。

【設計任務】

用四-二輸入與非門設計乙個4人無棄權表決電路（多數贊成則提案通過）。

要求：採用四-二輸入與非門74ls00實現；使用的積體電路晶元種類盡可能的少。

【實驗用儀器、儀表】

數位電路實驗箱、萬用表、74ls00。

【設計過程】

設輸入為a、b、c、d，輸出為l，根據要求列出真值表如下

真值表根據真值表畫卡若圖如下

由卡若圖得邏輯表示式

用四二輸入與非門實現

實驗邏輯電路圖

實驗線路圖

【實驗步驟】

1. 開啟數位電路實驗箱，按下總電源開關按鈕。

2. 觀察實驗箱，看本實驗所用的晶元、電壓介面、接地介面的位置。

3. 檢查晶元是否正常。晶元內的每個與非門都必須乙個個地測試，以保證晶元能正常工作。

4. 檢查所需導線是否正常。將單根導線一端接發光二極體，另一端接高電平。若發光二極體亮，說明導線是正常的；若發光二極體不亮時，說明導線不導通。不導通的導線不應用於實驗。

5. 按實驗線路圖所示線路接線。

6. 接好線後，按真值表的輸入依次輸入a、b、c、d四個訊號，「1」代表輸入高電平，「0」代表輸入低電平。輸出端接發光二極體，若輸出端發光二極體亮則說明輸出高電平，對應記錄輸出結果為「1」；發光二極體不亮則說明輸出低電平，對應記錄輸出結果為「0」。

本實驗有四個輸入端則對應的組合情況有16種，將每種情況測得的實驗結果記錄在實驗資料**中。

測量結果見下表：

實驗資料**

【分析實驗結果】

1. 實驗記錄的資料**得出的真值表與設計過程中的真值表完全一致，實驗結果與理論設計及其要求一致。說明實驗成功的用74ls00設計出了乙個4人無棄權表決電路並實現其功能：

多數贊成則提案通過。

2. 由實驗結果可知：只有a、b、c、d中三個或三個以上輸入高電平「1」時，發光二極體才發光，即輸出「1」。說明本設計符合理論設計要求。

【實驗總結】

1. 做實驗設計時，應該按步驟設計：列真值表→根據真值畫卡若圖列出邏輯函式表示式並化簡→根據化簡了的邏輯表示式畫出邏輯電路圖→選擇適當的電路晶元合理佈線設計實驗線路。

2. 實驗設計選擇電路晶元時，應該先了解晶元的構造，原理，主要用途。熟悉晶元各引腳對應的輸入或輸出內容。

本實驗要求使用用74ls00晶元，74ls00晶元是由4個二輸入與非門構成的。

3. 通過設計了解到74ls00晶元是4個二輸入的與非門的整合，以後的實驗若要用到與非門即可利用74ls00晶元實現。

4. 做實驗時需要用到很多的連線導線，在連線導線時一定要小心、耐心，根據邏輯表示式可以直接接線，但是容易接錯。最快捷的接法是將晶元引腳對應邏輯電路圖的輸入輸出端分別編號，接線時就可以直接按編號接。

5. 我在設計實驗時的實現方案中沒有將邏輯表示式化到最簡，形式非常複雜，最後導致實驗邏輯圖也是非常複雜。化簡過程如下：

最後需要用到15個與非門，要4個74ls00晶元來實現。本實驗室的數位電路實驗箱只提供2塊74ls00晶元，做實驗時上述方案根本無法實現。後來在實驗指導老師的耐心指導下，我改進了設計方案，即本實驗報告的設計方案，改進後的方案只用8個與非門，2塊74ls00晶元即可實現。

所以邏輯表示式的化簡對於邏輯電路的設計非常重要。設計邏輯表示式盡量化簡到最簡，使實驗設計方案盡量最簡。若設計的電子產品用於現實生產則最簡的設計方案使用的材料最少，生產成本也就最低，設計才有現實意義。

6. 通過本次實驗可知，乙個問題可以有很多種解決方案。尋找問題的解決方法時需要我們不斷思考，找到最佳的解決方案。