实验三、小规模组合逻辑
电路的应用
袁建荣
一,实验目的：
? 掌握组合逻辑电路的设计及调试方法
? 了解用标准与非门实现逻辑电路的变
换方法及技巧
二、实验器材：
? 集成电路 74LS00 二片
? 数字电路学习机
? 万用表
? 连接线若干
三、实验原理：
集成电路的分类：
? 集成逻辑门按其集成度分有：
小规模 集成电路 SSI，集成度 <10个门电路
中规模 集成电路 MSI，集成度 10----100门电路
大规模 集成电路 LSI，集成度 100----1000门电路
超大规模 集成电路 VLSI，集成度 >1000门电路
? 数字系统常用的部件：
组合逻辑电路
时序逻辑电路
? 二者的区别：
组合逻辑电路 不含存储电路,无记忆 功能。
时序逻辑电路 是具有存储,记忆 功能的电路。
? 组合逻辑电路的特点：
电路 任一时刻的输出信号 与 该时刻的输入
信号 有关，而与信号 作用前 的电路原状态
无关 。
组合逻辑电路
输入 输出
A0
A1
A2
Y0
Y1
Y2
2、组合逻辑电路的设计方法：
? 分析题意，确定逻辑命题中
的 输入 逻辑变量和 输出 逻辑
变量
? 根据输入逻辑变量列出 真值
表
? 分析 真值表，得出输入、输
出的关系
? 写出 输出函数的逻辑 表达式,
并化简
? 根据最简逻辑表达式 画出 逻
辑 电路图
组合逻辑电路
输入? 输出
注意,有几个输出变量,
电路就有几个输出端
电路组装和调试：
? 写出实验芯片的型号
? 检查连接导线，测量门电路的逻辑功能，选择
好的逻辑门，画出实验电路图
? 组装实验电路
? 按设计真值表操作电路输入端,观察输出端，验
证结果
? 得出实验结论
? 电路的故障的排除（用逐点测试法）
3、设计举例：
? 用与非门设计一个三人无弃权的表决电路,
分析,
设：表决赞成为‘‘ 1”,不赞成为
‘‘０”
通过为‘‘１”,否决为“０”
A
B
C
F
电路设计,
? １、根据题意有
输入变量
输出变量
? ２、写出三输入逻辑变
量的真值表
? 3、分析输入输出逻辑
关系
? 4、根据真值表写出逻
辑表达式
输 入 输出
Ａ Ｂ Ｃ Ｆ
０ ０ ０
０ ０ １
０ １ ０
０ １ １
１ ０ ０
１ ０ １
１ １ ０
1 1 1
3个
1个
0
0
0
1
0
1
1
1
ABCCABCBABCAF ????
? 5、画出三输入变量的
卡若图
? 6,填入 函数式
? 7、画圈，卡若图化简
? 8、最简逻辑表达式
00 01 11 10
0
1
A
BC
ABCCABCBABCAF ????
1
1 11
AC BC AB
10、画出逻辑电路图
BCACABF ???
9、将与或式划成与非式：
BCACABF
BCACABF
BCACABF
???
???
???
最简逻辑电路图：
?
ACBCABF ???
A
B
C
F
选择实验芯片 74LS00,74LS10各一片
&
&
&
&
AB
BC
AC
附,74LS10引脚图：
? 74LS00逻辑功能的测试：略
? 74LS10逻辑功能的测试：略
实验步骤和方法,
? 测试 74LS00,74LS10逻辑功能。（略）
? 选择 74LS00的 1,2,3门,74LS10的 1门，画出
实验电路图。
A
B
C
F&
1A
1B
1Y
2B
2Y
3A
3B 3Y
1A
1B
1C
1Y
&
&
&
2A
ACBCABF ???
实验电路的连接：
? 将 74LS00和
74LS10的缺
口方向朝左
插入 IC插座
按实验电路
图连接电源线
将 74LS00
的 1A接 K3，
2A接 K4,3A
接 K5
将 74LS00
的 1B接 2A,
2B接 3A,3B
接 1A
将 74LS00
的 1Y,2Y、
3Y分别接
74LS10的
1A,1B、
1C
将 74LS10
的 1Y接输出
指示器 LED
? 验证表 3-1真值表
A B C Y
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 1
结论：电路实现预期的功能
T
T
T
T
T
T
T
T
电路故障的检查：
A B C Y
0 0 0 0 T
0 0 1 0 T
0 1 0 0 T
0 1 1 1 T
1 0 0 0 T
1 0 1 1 T
1 1 0 1 T
1 1 1 1 F
找出故障所在位置
电 路 设 计 演 示 完 毕
四、实验内容：
? 1、测试 74LS00集成逻辑门电路的逻辑功能。
? 2、设计一个能比较一位二进制数 A与 B大小的
比较电路，用 L1,L2,L3分别表示三种状态，
即 L1（ A>B),L2 (A=B),L3 (A<B)。
要求：
完成理论设计，写出设计全过程,不验证。
? 3,用与非门 设计一个开关控制的报警电路。
某设备有 A,B,C三个开关，当开关 A接通时开关 B
才能接通，开关 B接通时开关 C才能接通，违反操作规
程，则发出报警信号。
约定：开关闭合为,1”，断开为,0”
报警为,1”,不报警为,0”
要求：
写出设计的全过程
画出设计电路图并实验验证
附：电路设计：
? 根据题意有输入变量
输出变量
? 画出三输入变量的真
值表
? 分析输入、输出间的
关系
? 写出逻辑表达式
A B C Y
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
3个
1个
0
1
1
1
1
0
0
0
CBABCACBACBAF ????
最简电路图：
CBABCACBACBAF ????
00 01 11 10
0
1
CB
A
BC
1 11
1
BA
CBBAF
CBBAF
CBBAF
??
??
??
A
&
&
&B
C
F
&
&
A
BA
B
CB
? 4,用与非门设计 一个组合逻辑电路，其功
能示意如图所示：
组合电路输入 A 输出 Z
控制信号 S1 S0
且：当 S1 S0 = 0 0 时，
当 S1 S0 = 0 1 时，
当 S1 S0 = 1 0 时，
当 S1 S0 = 1 1 时，
Z = 0
Z = A
Z = 1
AZ?
附电路设计：
? 根据题意有输入变量
输出变量
? 画出三输入变量的真
值表
? 分析输入、输出间的
关系
? 写出逻辑表达式
? 化简,画出逻辑电路图
A S1 S0 F
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
3个
1个
0
0
1
1
0
1
1
0
01010101 SASSSASSASSAF ????
最简电路图：
01010101 SASSSASSASSAF ????
00 01 11 10
0
1
1SA
A
S1S0
11
1 1
AS0
10 SAASF ??
&
>
&
&A
S1
S0
F
A
1SA
AS0
五、实验报告要求：
? 实验内容 1为必做内容。
? 实验内容 2为理论设计内容，不验证。
? 实验内容 3,4电路设计题任选一题。
要求：
完整的设计步骤，
实验验证，
电路调试合格后，检查操作、评分。
? 总结组合逻辑电路设计方法。
? 思考题：
通过具体的电路设计，并验证后，你认为组合逻辑电路设
计的关键点或关键步骤是什么？
----完 ----
2005年 10月 10日制
电路的应用
袁建荣
一,实验目的：
? 掌握组合逻辑电路的设计及调试方法
? 了解用标准与非门实现逻辑电路的变
换方法及技巧
二、实验器材：
? 集成电路 74LS00 二片
? 数字电路学习机
? 万用表
? 连接线若干
三、实验原理：
集成电路的分类：
? 集成逻辑门按其集成度分有：
小规模 集成电路 SSI，集成度 <10个门电路
中规模 集成电路 MSI，集成度 10----100门电路
大规模 集成电路 LSI，集成度 100----1000门电路
超大规模 集成电路 VLSI，集成度 >1000门电路
? 数字系统常用的部件：
组合逻辑电路
时序逻辑电路
? 二者的区别：
组合逻辑电路 不含存储电路,无记忆 功能。
时序逻辑电路 是具有存储,记忆 功能的电路。
? 组合逻辑电路的特点：
电路 任一时刻的输出信号 与 该时刻的输入
信号 有关，而与信号 作用前 的电路原状态
无关 。
组合逻辑电路
输入 输出
A0
A1
A2
Y0
Y1
Y2
2、组合逻辑电路的设计方法：
? 分析题意，确定逻辑命题中
的 输入 逻辑变量和 输出 逻辑
变量
? 根据输入逻辑变量列出 真值
表
? 分析 真值表，得出输入、输
出的关系
? 写出 输出函数的逻辑 表达式,
并化简
? 根据最简逻辑表达式 画出 逻
辑 电路图
组合逻辑电路
输入? 输出
注意,有几个输出变量,
电路就有几个输出端
电路组装和调试：
? 写出实验芯片的型号
? 检查连接导线，测量门电路的逻辑功能，选择
好的逻辑门，画出实验电路图
? 组装实验电路
? 按设计真值表操作电路输入端,观察输出端，验
证结果
? 得出实验结论
? 电路的故障的排除（用逐点测试法）
3、设计举例：
? 用与非门设计一个三人无弃权的表决电路,
分析,
设：表决赞成为‘‘ 1”,不赞成为
‘‘０”
通过为‘‘１”,否决为“０”
A
B
C
F
电路设计,
? １、根据题意有
输入变量
输出变量
? ２、写出三输入逻辑变
量的真值表
? 3、分析输入输出逻辑
关系
? 4、根据真值表写出逻
辑表达式
输 入 输出
Ａ Ｂ Ｃ Ｆ
０ ０ ０
０ ０ １
０ １ ０
０ １ １
１ ０ ０
１ ０ １
１ １ ０
1 1 1
3个
1个
0
0
0
1
0
1
1
1
ABCCABCBABCAF ????
? 5、画出三输入变量的
卡若图
? 6,填入 函数式
? 7、画圈，卡若图化简
? 8、最简逻辑表达式
00 01 11 10
0
1
A
BC
ABCCABCBABCAF ????
1
1 11
AC BC AB
10、画出逻辑电路图
BCACABF ???
9、将与或式划成与非式：
BCACABF
BCACABF
BCACABF
???
???
???
最简逻辑电路图：
?
ACBCABF ???
A
B
C
F
选择实验芯片 74LS00,74LS10各一片
&
&
&
&
AB
BC
AC
附,74LS10引脚图：
? 74LS00逻辑功能的测试：略
? 74LS10逻辑功能的测试：略
实验步骤和方法,
? 测试 74LS00,74LS10逻辑功能。（略）
? 选择 74LS00的 1,2,3门,74LS10的 1门，画出
实验电路图。
A
B
C
F&
1A
1B
1Y
2B
2Y
3A
3B 3Y
1A
1B
1C
1Y
&
&
&
2A
ACBCABF ???
实验电路的连接：
? 将 74LS00和
74LS10的缺
口方向朝左
插入 IC插座
按实验电路
图连接电源线
将 74LS00
的 1A接 K3，
2A接 K4,3A
接 K5
将 74LS00
的 1B接 2A,
2B接 3A,3B
接 1A
将 74LS00
的 1Y,2Y、
3Y分别接
74LS10的
1A,1B、
1C
将 74LS10
的 1Y接输出
指示器 LED
? 验证表 3-1真值表
A B C Y
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 1
结论：电路实现预期的功能
T
T
T
T
T
T
T
T
电路故障的检查：
A B C Y
0 0 0 0 T
0 0 1 0 T
0 1 0 0 T
0 1 1 1 T
1 0 0 0 T
1 0 1 1 T
1 1 0 1 T
1 1 1 1 F
找出故障所在位置
电 路 设 计 演 示 完 毕
四、实验内容：
? 1、测试 74LS00集成逻辑门电路的逻辑功能。
? 2、设计一个能比较一位二进制数 A与 B大小的
比较电路，用 L1,L2,L3分别表示三种状态，
即 L1（ A>B),L2 (A=B),L3 (A<B)。
要求：
完成理论设计，写出设计全过程,不验证。
? 3,用与非门 设计一个开关控制的报警电路。
某设备有 A,B,C三个开关，当开关 A接通时开关 B
才能接通，开关 B接通时开关 C才能接通，违反操作规
程，则发出报警信号。
约定：开关闭合为,1”，断开为,0”
报警为,1”,不报警为,0”
要求：
写出设计的全过程
画出设计电路图并实验验证
附：电路设计：
? 根据题意有输入变量
输出变量
? 画出三输入变量的真
值表
? 分析输入、输出间的
关系
? 写出逻辑表达式
A B C Y
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
3个
1个
0
1
1
1
1
0
0
0
CBABCACBACBAF ????
最简电路图：
CBABCACBACBAF ????
00 01 11 10
0
1
CB
A
BC
1 11
1
BA
CBBAF
CBBAF
CBBAF
??
??
??
A
&
&
&B
C
F
&
&
A
BA
B
CB
? 4,用与非门设计 一个组合逻辑电路，其功
能示意如图所示：
组合电路输入 A 输出 Z
控制信号 S1 S0
且：当 S1 S0 = 0 0 时，
当 S1 S0 = 0 1 时，
当 S1 S0 = 1 0 时，
当 S1 S0 = 1 1 时，
Z = 0
Z = A
Z = 1
AZ?
附电路设计：
? 根据题意有输入变量
输出变量
? 画出三输入变量的真
值表
? 分析输入、输出间的
关系
? 写出逻辑表达式
? 化简,画出逻辑电路图
A S1 S0 F
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
3个
1个
0
0
1
1
0
1
1
0
01010101 SASSSASSASSAF ????
最简电路图：
01010101 SASSSASSASSAF ????
00 01 11 10
0
1
1SA
A
S1S0
11
1 1
AS0
10 SAASF ??
&
>
&
&A
S1
S0
F
A
1SA
AS0
五、实验报告要求：
? 实验内容 1为必做内容。
? 实验内容 2为理论设计内容，不验证。
? 实验内容 3,4电路设计题任选一题。
要求：
完整的设计步骤，
实验验证，
电路调试合格后，检查操作、评分。
? 总结组合逻辑电路设计方法。
? 思考题：
通过具体的电路设计，并验证后，你认为组合逻辑电路设
计的关键点或关键步骤是什么？
----完 ----
2005年 10月 10日制
