用小规模集成电路设计组合逻辑电路(设计性实验)

用小规模集成电路设计组合逻辑电路(设计性实验)本文简介：浙江农林大学电工电子实验报告册+课程名称：_______________________________班级：_______________________________学号：_______________________________姓名：___________________________

用小规模集成电路设计组合逻辑电路(设计性实验)本文内容：

浙江农林大学

电工电子实验报告册

+

课程名称：_______________________________

班

级：_______________________________

学

号：_______________________________

姓

名：_______________________________

实验名称：利用小规模集成电路设计组合逻辑电路

组别

________________

日期

________________

报告分

_______________

一、

实验目的

1、

掌握组合逻辑电路的设计方法

2、

掌握组合逻辑电路的分析方法与功能验证方法

3、

熟悉常用集中门基础电路的应用

二、

实验原理

1、

器件简介

常用数字集成电路芯片有TTL和CMOS两大系列，常见型号有74系列、54系列、CD40系列和CD45系列。其中，74系列按照工艺、功耗等特点的不同又分为74LSXX、74HCXX、74HCTXX等子系列。74LSXX是低功耗的TTL电路，74HCXX是高速CMOS电路，而74HCTXX是完全与TTL电平兼容的高速CMOS电路。本次实验使用的74LS04、74LS08、74LS32分别是六反相器门电路、4-2输入与门电路、4-2输入或门电路，而74LS163是4位二进制加法计数器。

（1）74LS04芯片简介

输入A

输出Y

0

1

1

0

功能表

图1

74LS04引脚图

（2）74LS08芯片简介

输入A

输入B

输出Y

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

功能表

功能表

图2

74LS08引脚图

（3）74LS32芯片简介

功能表

输入A

输入B

输出Y

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

图3

74LS32引脚图

（4）74LS163芯片简介

功能表

cp

QD

QC

QB

QA

1

0

0

0

0

2

0

0

0

1

3

0

0

1

0

4

0

0

1

1

5

0

1

0

0

6

0

1

0

1

7

0

1

1

0

8

0

1

1

1

9

1

0

0

0

10

1

0

0

1

11

1

0

1

0

12

1

0

1

1

13

1

1

0

0

14

1

1

0

1

15

1

1

1

0

16

1

1

1

1

图4

74LS163引脚及接线图

74LS163是4位二进制加法计数器。在如图4连线中，引脚1、7、9、10连接高电位（+5V）；从引脚2输入时钟脉冲cp，即方波信号；输出端QD、QC、QB、QA在时钟脉冲作用下循环输出从小到大0000~1111十六个4位二进制数。

（5）七段发光数码管

共阴极七段发光数码管引脚如右图，中间两空白引脚任选其一接地，其他引脚接高电平，则相应二极管发光。

2、

组合逻辑电路设计

设计组合逻辑电路时，首先根据实际要求或问题，抽象出描述该问题的真值表，由真值表得到逻辑表达式并化简，然后根据所选择的器件功能，将简化后的逻辑表达式进行相应变换，以符合所选择器件的逻辑功能，最后根据变换得到的逻辑表达式画出逻辑图（即原理图），根据逻辑图画出实际元件的连线图，最后完成电路连线，验证电路功能。

三、

实验设备与器件

四、

1、+5V直流电源

2、函数信号发生器

3、示波器

4、74LS163、74LS04、74LS08、74LS32、共阴极七段发光数码管各一片

五、

实验内容

1、实验要求：本次实验要求利用74LS163的输出信号QB、QA作为组合逻辑电路的输入信号，根据其变化00、01、10、11，在七段发光数码管上依次显示英文字符

、

、

、

，组成动态变化的单词

2、

列出状态表并写出逻辑表达式进行化简。

输入

输出

显示

QB

QA

a

b

c

d

e

f

g

0

0

0

1

1

0

1

E

3、

从74LS04、74LS08、74LS32中选用合适的门电路，并根据所选门电路变换逻辑表达式，以满足门电路的要求。

4、

画出逻辑电路图和芯片连线图。

5、

连接电路。

6、

调节信号发生器，输出频率为2HZ，幅度为3V的方波信号，作为时钟信号cp输入给74LS163的引脚2，观察七段发光数码管的显示效果。

六、

注意事项

1、每个芯片都有+5V工作电源，注意接地（GND）和电源正极（VCC）不能错，否则将烧毁芯片。

2、74LS163芯片的1、7、9、10引脚必须接高电平+5V，芯片才能正常进行加法计数。

3、74LS163芯片引脚2输入的时钟脉冲一定要正确，频率不能过高，否则看不清七段发光数码管的显示结果，幅度也不能太大，否则74LS163无法正常工作。