组合逻辑电路
一．实验目的
1. 加深理解全加器和奇偶位判断电路等典型组合逻辑电路的工作原理。 2. 熟悉74LS00、74LS11、74LS55等基本门电路的功能及其引脚。 3. 掌握组合集成电路元件的功能检查方法。
4. 掌握组合逻辑电路的功能测试方法及组合逻辑电路的设计方法。
二、主要仪器设备
74LS00（与非门）74LS55（与或非门）74LS11（与门）导线电源数电综合实验箱
三、实验内容和原理及结果 (一) 一位全加器
1.1 实验原理：全加器实现一位二进制数的加法，输入有被加数、加数和来自相邻低位的进位；输出有全
加和与向高位的进位。
1.2 实验内容：用 74LS00与非门和 74LS55 与或非门设计一个一位全加器电路，并进行功能测试。 1.3 设计过程：首先列出真值表，画卡诺图，然后写出全加器的逻辑函数，函数如下：
Si = Ai ⊕Bi ⊕Ci -1 ；Ci = Ai Bi +(Ai⊕Bi)C
i -1
异或门可通过Ai ⊕Bi =A B +AB , 即一个与非门；
（74LS00），一个与或非门（74LS55）来实现。
Ci = Ai Bi +(Ai⊕Bi)C 再取非，即一个非门（
i -1
=Ai Bi +(Ai⊕Bi)C
i -1
，通过一个与或非门Ai Bi +(Ai⊕Bi)C
i -1
，
用与非门）实现。
1.4 仿真与实验电路图：仿真与实验电路图如图 1 所示。
1
实验名称：组合逻辑实验姓名：学号：
(二)
奇偶位判断器
2.1 实验原理：数码奇偶位判断电路是用来判别一组代码中含 1 的位数是奇数还是偶数的一种组合电路。 2.2 实验内容：用 74LS00与非门和 74LS55 与或非门设计四位数奇偶位判断电路，并进行功能测试。 2.3 设计过程：首先列出真值表，画卡诺图，然后写出电路的逻辑函数，即Z=A⊕B ⊕C ⊕D ，当代码中
含1的位数为奇时，输出为1，二极管发光。然后根据所提供的元件（两个 74LS00与非门、三个 74LS55与或非门），对该逻辑函数进行转化，使得能在现有元件的基础上实现该逻辑函数。Z=((A⊕B) ⊕(C⊕D)), 可用设计三个异或门来实现，即两个 74LS00与非门（实际用到了6个独立的与非门）、三个 74LS55与或非门来实现。
2.4 仿真与实验电路图：仿真与实验电路图如图 2 所示。
图2
2
实验名称：组合逻辑实验姓名： 学号：
(三)
数据选择器
3.1 实验原理：设计一个2选1数据选择器。2个数据输入端和1个输出端Y 和1个选择输入端A 。设A 取值分别0、1时，分别选择数据D1、D0输出。
3.2 实验内容：用 74LS00与非门设计数据选择器，并进行功能测试。 3.3 设计过程：输出的逻辑表达式为
Y =AD
+A D 1=AD
∙A D 1，使用4个与非门即一块
74LS 00芯片即可。
3.4 仿真与实验电路图：仿真与实验电路图如图3所示。
3.5
图3
(四)
密码锁
4.1 实验原理：设计一个密码锁。密码锁上有三个按钮A 、B 、C 。要求当三个按钮同时按下，或 A 、B 两
个同时按下且C 不按下，或A 、B 中任一个单独按下且C 不按下时，锁就能打开（L ＝1）；而当按键不符合上述组合状态时，将使报警灯亮（E ＝1）。 输出逻辑表达式L =AB +B C +A C =AB B C A C ，E=!L使用四片与非门和一个与门来实现。 4.2 实验内容：用 74LS00与非门和 74LS55 与或非门设计代码转换电路电路，并进行功能测试。
4.3仿真与实验电路图：仿真与实验电路图如图4所示。
3
实验名称：组合逻辑实验姓名：学号：
图
4
4.5
以下为只仿真但没操作的实验
第七题：四舍五入电路，用于判别8421码表示的十进制数是否大于等于5。设输入变量为ABCD ，输出函
数为L ，当ABCD 表示的十进制数大于等于5时，输出L 为1，否则L 为0。
输出逻辑表达式为L =A B +A C D ，实验原理图
第四题：设计一个报警电路。某一机械装置有四个传感器A 、B 、C 、D ，如果传感器A 的输出为1，且B 、
C 、D 三个中至少有两个输出也为1，整个装置处于正常工作状态，否则装置工作异常，报警灯L 亮，即输出L ＝1
输出逻辑表达式为L =ABD +ABC +ACD =ABD +ABC +ACD ，即使用二片与或非门来实现。原理图：
4
实验名称：组合逻辑实验姓名： 学号：
第六题:设计一个判别电路:有两组代码
A 2A 1A 0
和
B 2B 1B 0
，判别两码组是否相等。如果相等则输出1信号；
否则，输出0信号。
A2与B2进行同或比较，同样对A1、B1和A0、B0进行同或，最后把结果求余。 Y=(A 2⊗B 2)(A 1⊗B 1)(A 0⊗B 0), 其中⊗表示同或
第十题：设计一个组合逻辑电路，要求有三个输入A2A1A0, 二个输出Y1Y0表示一个二进制数，其值等于
输入“1”的数目。例如A2A1A0=110时，Y1Y0=10。
Y1=A0A1+A1A2+A2A0=A0A1∙A1A2∙A2A0;
，实验原理图：
Y0=A0⊗A1⊗A2, ⊗代表同或，可通过两片与或非门实现
。
实验原理图：
5
实验名称：组合逻辑实验姓名：学号：
第十三题路灯控制电路设计一个路灯控制电路，要求实现的功能是：当总电源开关闭合时，安装在三
个不同地方的三个开关都能独立地将灯打开或熄灭；当总电源开关断开时，路灯不亮。
Y =((B ⊕C ) D +(B ⊕C ) D ) A =((B ⊕C ) D +(B ⊕C ) D ) A , 即通过2个与或非门，3个
与非门得到
四、实验总结与收获
第一次做数电实验，总体感觉工作量很大。
1 前期用multisin 仿真，关键是准确、简洁的写出输出的逻辑表达式，用最少的门电路实现功能，多做几个典型例题后，其他题的化简就不用一步步从真值表入手，容易凭经验写出。
2 接线十分繁杂，可能连了好多，一个环节出了问题，便陷入困境，得重新来过，所以不要紧张，要小心确保导线与实验电路板接触良好，不要在一个插孔上连三个以上电线。发生错误时要从后往前找问题，仔细分析，可能是芯片管脚没插对位置，也可能是接触不良。 3第一次做时间上也没把握好，会抽空去实验室做未操作的例题。
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组合逻辑电路
一．实验目的
1. 加深理解全加器和奇偶位判断电路等典型组合逻辑电路的工作原理。 2. 熟悉74LS00、74LS11、74LS55等基本门电路的功能及其引脚。 3. 掌握组合集成电路元件的功能检查方法。
4. 掌握组合逻辑电路的功能测试方法及组合逻辑电路的设计方法。
二、主要仪器设备
74LS00（与非门）74LS55（与或非门）74LS11（与门）导线电源数电综合实验箱
三、实验内容和原理及结果 (一) 一位全加器
1.1 实验原理：全加器实现一位二进制数的加法，输入有被加数、加数和来自相邻低位的进位；输出有全
加和与向高位的进位。
1.2 实验内容：用 74LS00与非门和 74LS55 与或非门设计一个一位全加器电路，并进行功能测试。 1.3 设计过程：首先列出真值表，画卡诺图，然后写出全加器的逻辑函数，函数如下：
Si = Ai ⊕Bi ⊕Ci -1 ；Ci = Ai Bi +(Ai⊕Bi)C
i -1
异或门可通过Ai ⊕Bi =A B +AB , 即一个与非门；
（74LS00），一个与或非门（74LS55）来实现。
Ci = Ai Bi +(Ai⊕Bi)C 再取非，即一个非门（
i -1
=Ai Bi +(Ai⊕Bi)C
i -1
，通过一个与或非门Ai Bi +(Ai⊕Bi)C
i -1
，
用与非门）实现。
1.4 仿真与实验电路图：仿真与实验电路图如图 1 所示。
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实验名称：组合逻辑实验姓名：学号：
(二)
奇偶位判断器
2.1 实验原理：数码奇偶位判断电路是用来判别一组代码中含 1 的位数是奇数还是偶数的一种组合电路。 2.2 实验内容：用 74LS00与非门和 74LS55 与或非门设计四位数奇偶位判断电路，并进行功能测试。 2.3 设计过程：首先列出真值表，画卡诺图，然后写出电路的逻辑函数，即Z=A⊕B ⊕C ⊕D ，当代码中
含1的位数为奇时，输出为1，二极管发光。然后根据所提供的元件（两个 74LS00与非门、三个 74LS55与或非门），对该逻辑函数进行转化，使得能在现有元件的基础上实现该逻辑函数。Z=((A⊕B) ⊕(C⊕D)), 可用设计三个异或门来实现，即两个 74LS00与非门（实际用到了6个独立的与非门）、三个 74LS55与或非门来实现。
2.4 仿真与实验电路图：仿真与实验电路图如图 2 所示。
图2
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实验名称：组合逻辑实验姓名： 学号：
(三)
数据选择器
3.1 实验原理：设计一个2选1数据选择器。2个数据输入端和1个输出端Y 和1个选择输入端A 。设A 取值分别0、1时，分别选择数据D1、D0输出。
3.2 实验内容：用 74LS00与非门设计数据选择器，并进行功能测试。 3.3 设计过程：输出的逻辑表达式为
Y =AD
+A D 1=AD
∙A D 1，使用4个与非门即一块
74LS 00芯片即可。
3.4 仿真与实验电路图：仿真与实验电路图如图3所示。
3.5
图3
(四)
密码锁
4.1 实验原理：设计一个密码锁。密码锁上有三个按钮A 、B 、C 。要求当三个按钮同时按下，或 A 、B 两
个同时按下且C 不按下，或A 、B 中任一个单独按下且C 不按下时，锁就能打开（L ＝1）；而当按键不符合上述组合状态时，将使报警灯亮（E ＝1）。 输出逻辑表达式L =AB +B C +A C =AB B C A C ，E=!L使用四片与非门和一个与门来实现。 4.2 实验内容：用 74LS00与非门和 74LS55 与或非门设计代码转换电路电路，并进行功能测试。
4.3仿真与实验电路图：仿真与实验电路图如图4所示。
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实验名称：组合逻辑实验姓名：学号：
图
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4.5
以下为只仿真但没操作的实验
第七题：四舍五入电路，用于判别8421码表示的十进制数是否大于等于5。设输入变量为ABCD ，输出函
数为L ，当ABCD 表示的十进制数大于等于5时，输出L 为1，否则L 为0。
输出逻辑表达式为L =A B +A C D ，实验原理图
第四题：设计一个报警电路。某一机械装置有四个传感器A 、B 、C 、D ，如果传感器A 的输出为1，且B 、
C 、D 三个中至少有两个输出也为1，整个装置处于正常工作状态，否则装置工作异常，报警灯L 亮，即输出L ＝1
输出逻辑表达式为L =ABD +ABC +ACD =ABD +ABC +ACD ，即使用二片与或非门来实现。原理图：
4
实验名称：组合逻辑实验姓名： 学号：
第六题:设计一个判别电路:有两组代码
A 2A 1A 0
和
B 2B 1B 0
，判别两码组是否相等。如果相等则输出1信号；
否则，输出0信号。
A2与B2进行同或比较，同样对A1、B1和A0、B0进行同或，最后把结果求余。 Y=(A 2⊗B 2)(A 1⊗B 1)(A 0⊗B 0), 其中⊗表示同或
第十题：设计一个组合逻辑电路，要求有三个输入A2A1A0, 二个输出Y1Y0表示一个二进制数，其值等于
输入“1”的数目。例如A2A1A0=110时，Y1Y0=10。
Y1=A0A1+A1A2+A2A0=A0A1∙A1A2∙A2A0;
，实验原理图：
Y0=A0⊗A1⊗A2, ⊗代表同或，可通过两片与或非门实现
。
实验原理图：
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实验名称：组合逻辑实验姓名：学号：
第十三题路灯控制电路设计一个路灯控制电路，要求实现的功能是：当总电源开关闭合时，安装在三
个不同地方的三个开关都能独立地将灯打开或熄灭；当总电源开关断开时，路灯不亮。
Y =((B ⊕C ) D +(B ⊕C ) D ) A =((B ⊕C ) D +(B ⊕C ) D ) A , 即通过2个与或非门，3个
与非门得到
四、实验总结与收获
第一次做数电实验，总体感觉工作量很大。
1 前期用multisin 仿真，关键是准确、简洁的写出输出的逻辑表达式，用最少的门电路实现功能，多做几个典型例题后，其他题的化简就不用一步步从真值表入手，容易凭经验写出。
2 接线十分繁杂，可能连了好多，一个环节出了问题，便陷入困境，得重新来过，所以不要紧张，要小心确保导线与实验电路板接触良好，不要在一个插孔上连三个以上电线。发生错误时要从后往前找问题，仔细分析，可能是芯片管脚没插对位置，也可能是接触不良。 3第一次做时间上也没把握好，会抽空去实验室做未操作的例题。
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