数字逻辑-组合逻辑电路二——沐雨先生

本文主要是介绍数字逻辑-组合逻辑电路二——沐雨先生，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、实验目的

（1）掌握数据选择器和译码器的功能。

（2）用数据选择器实验逻辑函数。

（3）用译码器实现逻辑函数。

二、实验仪器及材料

三、实验原理

（一）74LS151

74LS151是常用的8选1数据选择器，芯片内部有一个8选1数据选择器。通过输入不同的地址码C、B、A，可以控制输出Y选择8个输入数据D0～D7中的一个。
连线图和逻辑功能表如下图所示。
S为使能端；
C、B、A为地址输入端；
D0～D7为8选1数据选择器的数据输入端；
Y为输出端。

74LS151输出的逻辑式可以写成：
$$Y=S^{\prime }[D_0(C^{\prime }{B}^{\prime }{A}^{\prime })+D_1(C^{\prime }{B}^{\prime }A)+D_2(C^{\prime }B{A}^{\prime })+(D_3{C}^{\prime }BA)+D_4(C{B}^{\prime }{A}^{\prime })+D_5(C{B}^{\prime }A)+D_6(CB{A}^{\prime })+D_7(CBA)]$$

（二）74LS153

1、74LS153简介

74LS153是常用的双4选1数据选择器，芯片内部含有两个地址码共用的4选1数据选择器。通过输入不同的地址码B、A，可以控制输出Y选择4个输入数据C0～C3中的一个。
连线图和逻辑功能表如下图所示。
1G、2G为两个独立的使能端；
B、A为公用的地址输入端；
1C0～1C3和2C0～2C3分别为两个4选1数据选择器的数据输入端；
Y1、Y2为两个输出端。

74LS153输出的逻辑式可以写成：
$$Y=G^{\prime }[C_0(B^{\prime }{A}^{\prime })+C_1(B^{\prime }A)+C_2(B{A}^{\prime })+C_3(BA)]$$
若将B、C作为两个输入变量，同时令C0～C3为第三个输入变量的适当状态（包括原变量、反变量、0和1），就可以在数据选择器的输出端产生任何形式的三变量组合逻辑函数。
同理，使用具有n位地址输入的数据选择器，可以产生任何形式输入变量数不大于n+1的组合逻辑函数。

四、实验内容及步骤

1、设计一个表决电路。

设A为主裁判，B，C，D为副裁判。只有在主裁判同意的前提下，三名副裁判中多数同意，比赛成绩才被承认，否则，成绩不予承认（1为同意，0为不同意）。
（1）用数据选择器（74LS151或74LS153）实现。
（2）用3线-8线译码器（74LS138）和与非门实现。采用74LS138

设计过程：

（一）进行逻辑抽象。

取主、副裁判A、B、C、D的状态为输入变量，取值为1表示同意，取值为0表示不同意。取比赛成绩为输出变量，以F表示，取值为1时表示成绩被承认，取值为0时表示成绩不被承认。
根据题意可以列出逻辑真值表。

（二）写出逻辑函数式

根据上述真值表，写出相应的逻辑函数式：
$$F=ABC+ABD+ACD$$

（三）选定器件进行具体逻辑电路设计。

（1）将逻辑函数变换成适当形式

$$F=((AB’CD)’(ABC’D)’(ABCD’)’(ABCD)’)’$$

（2）根据表达式画出电路图

（3）进行数据测试

本题可使用逻辑转换仪（使用方法见后面注意事项）进行数据测试，将逻辑转换仪测试结果填入下表。测试结果与表1数据进行对照，验证测试结果是否符合设计要求。

1、按下表的要求设计一个逻辑电路

（1）写出逻辑表达式的变换，$F=A’BC’D+A’BCD+AB’CD+ABC’D+ABCD’$

（2）将F表达式与74LS151输出Y的表达式比较，得到74LS151输入信号的表达式：

C = C
B = B
A = A
D1 = 0
D0 = 0
D2 = D
D3 = D
D4 = 0
D5 = D
D6 = D
D7 = D’

（3）画出电路图

（4）功能测试（仿真结果）

（5）功能测试（实测结果）

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