一、實驗目的

1、掌握組合邏輯電路的分析方法與測試方法

2、了解組合電路的冒險現象及其消除方法

二、實驗原理

1、組合電路是最常見的邏輯電路，可以用一些常用的門電路來組合成具有其它功能的門電路。例如，根據與門的邏輯表達式Z＝A·B＝A·B得知，可以用兩個與非門組合成一個與門。還可以組合成更復雜的邏輯關系。

2、組合電路的分析是根據所給的邏輯電路，寫出其輸入與輸出之間的邏輯函數表達式或真值表，從而確定該電路的邏輯功能。

3、組合電路設計過程是在理想情況下進行的，即假設一切器件均沒有延遲效應。組合邏輯電路設計的一般流程如下：

?明確設計任務和要求；

?建立輸入和輸出變量，列真值表；

?邏輯表達式(邏輯代數/卡諾圖)；

?根據器件類型修改邏輯表達式；

?畫邏輯圖；

?搭建邏輯電路；

?實驗測試。

4、半加器原理

半加器是實現兩個一位二進制數加法運算的器件。輸入A和B是相加的兩個數，輸出S是半加和數，C是進位數。。

由與非門組成的半加器邏輯電路及邏輯表達式分析如下圖所示：

所謂半加就是不考慮進位的加法，它的真值表如下：

半加器真值表

5、全加器原理

全加器是實現兩個一位二進制數及來自低位進位信號加法運算的器件。由與非門組成的全加器邏輯電路及邏輯表達式分析如下圖所示：

一位全加器的真值表如下圖，其中Ai為被加數，Bi為加數，相鄰低位來的進位數為Ci-1，輸出本位和為Si。向相鄰高位進位數為Ci。

半加器真值表

三、實驗設備與器件

1. ＋5V直流電源
2. 雙蹤示波器
3. 連續脈沖源
4. 邏輯電平開關
5. 0-1指示器
6. 74LS00 CC4011 CC4030 CC4071

四、實驗內容

1. 分析、測試用與非門組成的半加器的邏輯功能

按半加器邏輯電路圖接線。其中電源Vcc接+5V，GND接COM地，輸入信號A、B分別接邏輯電平開關，輸出Z1、Z2、Z3、S、C分別接LED。調整輸入信號，觀測輸出信號。

實驗步驟- 實測結果1（A、B輸入為00、01）

實驗步驟- 實測結果2（A、B輸入為10、11）

列出半加器真值表，并畫出卡諾圖判斷能否簡化。

表4-1

卡諾圖

2. 分析、測試用與非門組成的全加器的邏輯功能

按全加器邏輯電路圖接線。其中電源Vcc接+5V，GND接COM地，輸入信號Ai、Bi、Ci-1分別接邏輯電平開關，輸出S、X1、X2、X3、Si、Ci分別接LED。調整輸入信號，觀測輸出信號。

實驗步驟- 實測結果1（Ai、Bi、Ci-1輸入為000、001）

實驗步驟- 實測結果2（Ai、Bi、Ci-1輸入為010、011）

實驗步驟- 實測結果3（Ai、Bi、Ci-1輸入為100、101）

實驗步驟- 實測結果4（Ai、Bi、Ci-1輸入為110、111）

列出全加器真值表，并畫出卡諾圖判斷能否簡化。

表4-3

3、實驗內容-選做

分析 、 測試用異或門、 或非門和非門組成的全加器邏輯電路。

根據全加器的邏輯表達式：

可知一位全加器可以用兩個異或門和兩個與門一個或門組成。

（1）畫出用上述門電路實現的全加器邏輯電路。

（2）按所畫的原理圖，選擇器件，并在實驗箱上接線。

（3）進行邏輯功能測試，將測試結果填入自擬表格中，判斷測試是否正確。