实验二 组合逻辑电路的设计与测试
一、实验目的
1、 掌握组合逻辑电路的分析与设计方法。 2、 加深对基本门电路使用的理解。
二、实验原理
1、 组合电路是最常用的逻辑电路，可以用一些常用的门电路来组合完成具有其他
功能的门电路。例如，根据与门的逻辑表达式Z= AB =A?B 得知，可以用两个非门和一个或非门组合成一个与门，还可以组合成更复杂的逻辑关系。 2、 分析组合逻辑电路的一般步骤是：
1) 由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式； 2) 化简和变换各逻辑表达式； 3) 列出真值表；
4) 根据真值表和逻辑表达式对逻辑电路进行分析，最后确定其功能。 3、 设计组合逻辑电路的一般步骤与上面相反，是：
1) 根据任务的要求，列出真值表；
2) 用卡诺图或代数化简法求出最简的逻辑表达式； 3) 根据表达式，画出逻辑电路图，用标准器件构成电路； 4) 最后，用实验来验证设计的正确性。
4、 组合逻辑电路的设计举例
1) 用“与非门”设计一个表决电路。当四个输入端中有三个或四个“1”时，输出端才为“1”。
设计步骤：
根据题意，列出真值表如表2-1所示，再添入卡诺图表2-2中。 D A B C Z 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 表2-1 表决电路的真值表
表2-2 表决电路的卡诺图
然后，由卡诺图得出逻辑表达式，并演化成“与非”的形式：
Z?ABC?BCD?CDA?ABD ?ABC?BCD?ACD?ABC
最后，画出用“与非门”构成的逻辑电路如图2-1所示：
图2-1 表决电路原理图
输入端接至逻辑开关（拨位开关）输出插口，输出端接逻辑电平显示端口，自拟真值表，逐次改变输入变量，验证逻辑功能。
三、 实验设备与器材
1.数字逻辑电路实验箱。 2.数字逻辑电路实验箱扩展板。
3.数字万用表。 4.芯片74LS00、74LS02、74LS04、74LS10、74LS20。
四、实验内容实验步骤
1、 完成组合逻辑电路的设计中的两个例子。
2、 设计一个四人无弃权表决电路(多数赞成则提议通过)，要求用四2输入与非门
来实现。
3、 用与非门74LS00和异或门74LS86设计一可逆的4位码变换器。 要求：
1) 当控制信号C=1时，它将8421码转换成为格雷码；当控制信号C=0时，它将格雷码转换成为8421码；
2) 写出设计步骤，列出码变换关系真值表并画出逻辑电路图； 3) 安装电路并测试逻辑电路的功能。
五、实验预习要求
1、 复习各种基本门电路的使用方法。 2、 实验前，画好实验用的电路图和表格。
3、 自己参考有关资料画出实验内容2、3、4中的原理图，找出实验将要使用的芯
片，以备实验时用。
六、实验报告要求
1、将实验结果填入自制的表格中，验证设计是否正确。 2、总结组合逻辑电路的分析与设计方法。
附录部分集成电路逻辑符号和引脚排列图