集成组合逻辑电路.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,项目,6,集成组合逻辑电路,6.1,实训概要,6.2,实训案例操作分析,-,组合逻辑电路功能测试,6.3,实训项目一 半加器电路设计,6.4,实训项目二 *译码器和数据选择器,6.1,实训概要,6.1.1,实训总体要求,6.1.2,实训重点,6.1.3,实训知识准备,6.1.4,实训考核标准,6.1,实训概要,数字逻辑电路可分为两类：一类逻辑电路的输出只与当时输入的逻辑值有关，而与输入信号作用前电路的状态无关，这类逻辑电路称为组合逻辑电路（,Combinational Logic Circuit,）；,另一类逻辑电路的输出不仅和当时输入的逻辑值有关，而且与电路以前曾输入过的逻辑信号有关，这类逻辑电路称为时序逻辑电路（,Sequential Logic Circuit,）。,组合逻辑电路在功能上的特点是：信号单向传输，输出状态只与当时的输入状态有关，输出不会反过去再影响输入状态。组合逻辑电路在结构上的特点是：电路中没有反馈环路，不包含存储信号的记忆元件，通常由各种门电路组合而成。,6.1.1,实训总体要求,通过实训，要进一步理解集成组合逻辑电路的工作原理；掌握组合逻辑电路的设计方法和步骤：,（,1,）按照给定实际问题的逻辑关系抽象出真值表；,（,2,）将逻辑函数的真值表写成逻辑关系式；,（,3,）利用卡诺图或逻辑代数的基本定律将逻辑函数式化成最简与一或表达式；,（,4,）报据最简与一或表达式和所用的逻辑门器件画出逻辑电路图。逻辑电路一般使用电性能较好的复合逻辑门，即与非门、或非门、与或非门和异或门。,6.1.2,实训重点,熟悉组合逻辑电路的功能特点、结构特点，学习组合逻辑电路的一般分析、设计及实现方法，要注意将逻辑函数式化成最简的逻辑函数表达式。掌握组合逻辑电路的功能测试方法，熟悉半加器和全加器的逻辑功能和译码器、数据选择器的工作原理,6.1.3,实训知识准备,1,、预习组合逻辑电路的分析方法；,2,、预习组合逻辑电路的设计方法；,3,、预习半加器全加器的工作原理；,4,、预习译码器、数据选择器的工作原理,6.1.4,实训考核标准,掌握组合逻辑电路的一般分析、设计方法；,掌握组合逻辑电路功能的测试方法；,了解译码器和数据选择器的分析设计方法；,项目六 集成组合逻辑电路,6.2,实训案例操作分析,6.2.1,案例题目 组合逻辑电路功能测试。,6.2.2,实训目的,6.2.3,实训原理,6.2.4,实训仪器和设备,6.2.5,实训内容和步骤,6.2.6,实训思考题,6.2.7,实训注意事项,6.2.8,实训报告要求,6.2,实训案例操作分析,6.2.1,案例题目,组合逻辑电路功能测试。,6.2.2,实训目的,通过实训熟悉组合逻辑电路的特点及一般分析、设计方法；,通过实训理解逻辑函数的最简表达式与逻辑电路的关系；,6.2.3,实训原理,与非门、异或门是组成组合逻辑电路的基本元件，设计一个组合逻辑电路的步骤主要有：首先要列出满足系统功能要求的真值表接着依据真值表写出逻辑函数表达式再利用卡诺图或逻辑代数的基本定律将逻辑函数式化成最简的表达式最后根据最简的表达式画出逻辑电路。,6.2.4,实训仪器和设备,S303-4,型（或其它型号）数字电路实训箱一只；,SR8,（,或其它型号）双踪示波器一只；,直流稳压电源一台,74LS00,二输入四与非门,3,片,74LS86,二输入四异或门,1,片,6.2.5,实训内容和步骤,用,2,片,74LS00,组成图,6-2-1,所示逻辑电路。为便于接线检查，在图中要注明芯片编号及各引脚对应的编号。图中,A,、,B,、,C,接电平开关，,Y1,、,Y2,接发光管电平显示。,按表,6-2-1,给定的电平要求，改变,A,、,B,、,C,的状态，测量输出端信号值填入表,6-2-1,并分别写出,Y1,、,Y2,的逻辑表达式。将理论运算结果与实训结果进行分析比较。,表,6-2-1,图,6-2-1,组合逻辑电路功能测试,6.2.6,实训思考题,总结组合逻辑电路的一般分析和设计方法；,分析逻辑函数的最简表达式与逻辑电路的关系；,如何用,74LS0,二输入四与非门实现异或非门的逻辑功能（要写出逻辑表达式、画出电路图）,6.2.7,实训注意事项,要注意集成门电路多余引脚的处理方式；,电路图中要标明各引脚的编号，连接时不要接错；,组合电路时要注意各引脚的接通情况，要避免虚接；,要注意逻辑电路中的竞争及其险象；,6.2.8,实训报告要求,实训报告要包含以下内容,实训名称：,实训目的：请参阅,6.2.2,实训原理：简单说明原理，并附上实训电路图，请参阅,6.2.3,。,实训仪器、仪表、设备：请在实训时记录下各仪器、仪表的名称、型号、规格、数量和备注等；,实训内容和步骤：请参阅,6.2.5,简略叙述完成实训的关键步骤，分析比较实训结果，写出实训结论；,实训思考题：通过实训过程，并结合教材相关内容进行回答；,实训注意事项：请参阅,6.2.7,有关注意事项。,项目六 集成组合逻辑电路,6.3.,实训项目一,半加器电路设计,6.3.1,实训目的,6.3.2,实训原理,6.3.3,实训仪器和设备,6.3.4,实训内容和步骤,6.3.5,实训思考题,6.3.6,实训注意事项,6.3.7,实训报告要求,6.3.1,实训目的,1.,通过实训熟悉组合逻辑电路的一般分析、设计方法；,2.,通过实训掌握如何利用,74LS86,及,74LS00,来组成半加器的逻辑功能；,3.,通过实训理解半加器与全加器在电路上的联系与区别；,6.3.2,实训原理,二个一位的二进制数相加时若不考虑低位来的进位位时称为半加，实现半加运算的电路叫半加器，半加器可以由一只与门和一只异或门来组成；二个一位的二进制数相加时若要考虑低位来的进位位时称为全加，用二个半加器和一个或门可以组成一个全加器；译码是编码的逆过程，其功能是对给定的输入码进行翻译，变换成相应的信号输出，对每一种可能的输入组合，有一个且仅有一个输出信号为有效信号；数据选择器类似一个多掷开关，它在输入地址码电位的控制下，从几个数据源中选择其中的一个并将其送到一个公共的输出端。,6.3.3,实训仪器和设备,S303-4,型（或其它型号）数字电路实训箱一只；,SR8,（,或其它型号）双踪示波器一只；,直流稳压电源一台,74LS00,二输入四与非门,3,片,74LS86,二输入四异或门,1,片,6.3.4,实训内容和步骤,半加器的逻辑功能的设计,在学习机上用异或门和与非门按图,6-3-1,接成半加器电路，图中,A,、,B,接电平开关，,Y,、,Z,接电平显示；当输入,A,、,B,按表,6-3-1,所示要求变化时测定相应的,Y,、,Z,值填入表,6-3-1,中；根据表,6-3-1,中的数据分析半加器的逻辑功能；,图,6-3-1,表,6-3-1,6.3.5,实训思考题,试在半加器的基础上设计一个全加器电路并在实习机上测试验证。,写出全加器的逻辑表达式；,画出相应的逻辑电路图，并设计一个数据表格；,测试数据并填入表；,根据实测数据分析电路的逻辑功能，并将其与理论结论对比看是否相符；,6.3.6,实训注意事项,要总结组合逻辑电路的分析、设计方法,正确使用数字电路实训箱；,要正确使用双踪示波器一只；要正确使用直流稳压电；,要学会正确地处理门电路中多余的引脚；,在实训过程中要遵守实训规则，注意人身安全，避免设备的损坏；,6.3.7,实训报告要求,1,、实训名称：,2,、实训目的：请结合,6.3.1,简述；,3,、实训原理：简单说明原理，并附上实训电路图，请参阅,6.3.2,。,4,、实训仪器、仪表、设备：请在实训时记录下各仪器、仪表的名称、型号、规格、数量和备注等；,5,、实训内容和步骤：请参阅,6.3.4,简略叙述完成实训的关键步骤，分析比较实训结果，写出实训结论；,6,、实训思考题：通过实训过程，并结合教材相关内容完成实训思考题；,7,、实训注意事项：请参阅,6.3.6,有关注意事项。,项目六 集成组合逻辑电路,6.4,实训项目二 *译码器和数据选择器,6.4.1,实训目的,6.4.2,实训原理,6.4.3,实训仪器和设备,6.4.4,实训内容和步骤,6.4.5,实训思考题,6.4.6,实训注意事项,6.4.7,实训报告要求,6.4.1,实训目的,了解译码器的工作原理和电路实现；,学习集成译码器,74LS138,的使用方法；,了解数据选择器的电路构成和工作原理,熟悉集成数据选择器的逻辑功能及应用,6.4.2,实训原理,译码是编码的逆过程，译码的功能是对给定的输入代码进行翻译，将其变换成输出端的一组高、低电平信号，当事先认定高电平有效时（当然也可以认定低电平为有效电平，但两者必居其一），对每一种可能的输入组合会有一个、也仅有一个输出端的电平为有效电平。这样也就建立了输入代码与输出代码之间的一一对应关系。实现译码的器件叫译码器。,数据选择器又称多路选择器,是从多通道的数据中选择某一通道的数据送到输出端的器件。它在地址码（或称选择控制码）电位的控制下，从几个数据输入源中选择一个，并将其送到一个公共端输出。,6.4.3,实训仪器和设备,S303-4,型（或其它型号）数字电路实训箱一只；,SR8,（,或其它型号）双踪示波器一只；,直流稳压电源一台；,74LS138 3,8,译码器,1,片,74LS153,双,4,选,1,数据选择器,1,片,74LS00,二输入端四与非门,1,片,74LS32,二输入端四或门,1,片,6.4.4,实训内容和步骤,1,、集成译码器,74LS138,电路测试,（,1,）,74LS138,为,3,线,8,线译码器，将输入,C,、,B,、,A,分别接高低电平开关，用于选择,y,0,y,7,中的一个；,（,2,）输出,y,0,y,7,分别接,8,只发光二极管，用于指示,y,0,y,7,8,只引脚的输出高低电平的情况；,（,3,）使能端,G,1,、,G,2A,、,G,2B,按表,6-4-1,要求接入高低电平，并将测试结果填入表,6-4-1,中。,图,6-4-1,表,6-4-1,2,、数据选择器的测试,（,1,）将双,4,选,1,数据选择器,74LS153,参照图,6-4-2,接线，测试数据选择器功能并填写功能表,6-4-2,图,6-4-2,（,2,）将学习机脉冲信号源分别输出固定的,4,个不同频率的连续脉冲信号，接到数据选择器,4,个数入端，将选择端置位，于是输出端可分别观察到,4,种不同频率的脉冲信号。,（,3,）分析上述实训检测结果，并总结数据选择器的作用,表,6-4-2,6.4.5,实训思考题,用一片,74LS138,设计 一个,A,、,B,、,C,三变量的两组输出的奇偶校验器，即：,当,ABC,为奇数个,1,时，输出,L,1,为,1,，否则为,0,；,当,ABC,为偶数个,1,时，输出,L,2,为,1,，否则为,0,；,要求列出,L,1,、,L,2,的真值表，写出,L,1,、,L,2,的函数表达式，用,74LS138,实现,L,1,、,L,2,的功能；,画出用,74LS138,实现奇偶校训器的连接图。,6.4.6,实训注意事项,总结组合逻辑电路的分析、设计方法；,正确使用数字电路实训箱；,要正确使用双踪示波器一只；要正确使用直流稳压电；,要学会正确地处理门电路中多余的引脚；,在实训过程中要遵守实训规则，注意人身安全，避免设备的损坏；,6.4.7,实训报告要求,1,、实训名称：,2,、实训目的：请结合,6.4.1,简述；,3,、实训原理：简单说明原理，并附上实训电路图，请参阅,6.4.2,。,4,、实训仪器、仪表、设备：请在实训时记录下各仪器、仪表的名称、型号、规格、数量和备注等；,5,、实训内容和步骤：请参阅,6.4.4,简略叙述完成实训的关键步骤，分析比较实训结果，写出实训结论；,6,、实训思考题：通过实训过程，并结合教材相关内容完成实训思考题；,7,、实训注意事项：请参阅,6.4.6,有关注意事项。你通过实训有什么体会，得到什么启示？,