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编程问答

数电实验三：组合逻辑电路分析与设计

發布時間：2023/12/9 编程问答 30 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了数电实验三：组合逻辑电路分析与设计小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

轉載自https://wu-kan.cn/_posts/2018-08-27-組合邏輯電路分析與設計/

數字電子技術實驗報告

實驗題目：組合邏輯電路分析與設計

預習報告

設計代碼轉換電路，輸入為 4 位 8421 碼，輸出為 4 位循環碼

邏輯真值表

| $B_3$ | $B_2$ | $B_1$ | $B_0$ | $G_3$ | $G_2$ | $G_1$ | $G_0$ |
|-|
|0|0|0|0|0|0|0|0|
|0|0|0|1|0|0|0|1|
|0|0|1|0|0|0|1|1|
|0|0|1|1|0|0|1|0|
|0|1|0|0|0|1|1|0|
|0|1|0|1|0|1|1|1|
|0|1|1|0|0|1|0|1|
|0|1|1|1|0|1|0|0|
|1|0|0|0|1|1|0|0|
|1|0|0|1|1|1|0|1|
|1|0|1|0|1|1|1|1|
|1|0|1|1|1|1|1|0|
|1|1|0|0|1|0|1|0|
|1|1|0|1|1|0|1|1|
|1|1|1|0|1|0|0|1|
|1|1|1|1|1|0|0|0|

卡諾圖化簡

$G_3=B_3$ 顯然。
| $B3B2?B1B0B_3B_2\setminus B_1B_0$ |00|01|11|10|
|-|
|00|0|0|0|0|
|01|1|1|1|1|
|11|0|0|0|0|
|10|1|1|1|1|
$G2=B3B2￣+B3￣B2=B3⊕B2G_2=B_3\overline{B_2}+\overline{B_3}B_2=B_3\oplus B_2$
| $B3B2?B1B0B_3B_2\setminus B_1B_0$ |00|01|11|10|
|-|
|00|0|0|1|1|
|01|1|1|0|0|
|11|1|1|0|0|
|10|0|0|1|1|
$G1=B2B1￣+B2￣B1=B2⊕B1G_1=B_2\overline{B_1}+\overline{B_2}B_1=B_2\oplus B_1$
| $B3B2?B1B0B_3B_2\setminus B_1B_0$ |00|01|11|10|
|-|
|00|0|1|0|1|
|01|0|1|0|1|
|11|0|1|0|1|
|10|0|1|0|1|
$G0=B1B0￣+B1￣B0=B1⊕B0G_0=B_1\overline{B_0}+\overline{B_1}B_0=B_1\oplus B_0$

根據上述化簡表達式，在proteus設計如下電路，并進行仿真

其中 $A4…A7A_4\ldots A_7$ 對應 $B0…B3B_0\ldots B_3$ 腳， $A12…A15A_{12}\ldots A_{15}$ 對應輸出 $G0…G3G_0\ldots G_3$ 腳；連續脈沖的頻率為2kHz。
觀察對應的波形可以發現，在 $Q0…Q3Q_0\ldots Q_3$ 輸入電平對應0~9時， $G0…G3G_0\ldots G_3$ 輸出電平對應其循環碼，符合上面的邏輯真值表。

實驗報告

加分項：設計電路，完成虛擬數碼管的8421碼譯碼輸出顯示

思路

使用七塊16線-1線選擇器74150芯片，每塊芯片控制原數碼管上的一個段碼(a~g)的輸入端口。

真值表

|input\output|a|b|c|d|e|f|g|
|-|
|0|1|1|1|1|1|1|0|
|1|0|1|1|0|0|0|0|
|2|1|1|0|1|1|0|1|
|3|1|1|1|0|0|1|1|
|4|0|1|1|0|0|1|1|
|5|1|0|1|1|0|1|1|
|6|1|0|1|1|1|1|1|
|7|1|1|1|0|0|0|0|
|8|1|1|1|1|1|1|1|
|9|1|1|1|1|0|1|1|
|A|1|1|1|0|1|1|1|
|B|0|0|1|1|1|1|1|
|C|1|0|0|1|1|1|0|
|D|0|1|1|1|1|0|1|
|E|1|0|0|1|1|1|1|
|F|1|0|0|0|1|1|1|

設計電路圖

如圖，使用74LS197構成16進制計數器作為代碼轉換電路的輸入信號 $Q0…Q3Q_0\ldots Q_3$ ；連續脈沖的頻率為1Hz 。

運行仿真

如圖，開始仿真后，數碼管上依次顯示的結果如上圖所示，符合預期。

設計代碼轉換電路，輸入為4位8421碼，輸出為4位循環碼

實驗儀器及器件

數字電路實驗箱、萬用表、示波器；器件：74LS86 *3、74LS197 *1

代碼轉換電路設計

具體設計和仿真已在預習報告中完成。

轉換電路的效果檢驗及實驗結果分析與討論

波形分析：輸入波形 $D1…D4D_1\ldots D4$ （對應 $B0…B3B_0\ldots B_3$ ）周期依次翻倍，恰按按順序構成二進制下的 $0…150\ldots15$ ，符合預期； $D8…D11D_8\ldots D_{11}$ （對應 $Q0…Q3Q_0\ldots Q_3$ ）中， $D_{10},D_{11}$ 周期相等但前者半周期，符合預期，按順序輸出4位循環碼，符合預期。

實驗心得與體會

通過完成本實驗，我基本了解組合邏輯電路的設計與分析過程。

預習過程中使用仿真軟件對結果進行仿真期間讓我對仿真軟件有了更深的了解，加分項讓我在找不到原有元件下如何利用其它元件組合來達到預期效果。

實驗過程中對示波器的操作應更加熟練，要獲得較為穩定的波形，還需要多次練習。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的数电实验三：组合逻辑电路分析与设计的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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