1、东南大学电工电子实验中心实 验 报 告课程名称： 数字逻辑电路实验 第 二 次实验实验名称： 门电路和组合逻辑 院 （系）： 电气工程 专 业：电气工程及自动化 姓 名： 学 号： 实 验 室: 104 实验时间：2013 年 11 月 8 日 评定成绩： 审阅教师： 一、 实验目的（1）掌握 TTL 和 CMOS 器件的静态特性和动态特性测量方法及这些特性对数字系统设计的影响；（2）掌握通过数字器件手册查看器件静态和动态特性参数；（3）掌握不同结构的数字器件之间的互连；（4）掌握 OC 门和三态门的特性和使用方法；（5）加深示波器测量技术的训练；（6）掌握小规模组合逻辑的工程设计方法；（7）
2、了解竞争和冒险的产生原因，消除方法，掌握用示波器和逻辑分析捕捉毛刺的方法。二、 实验器材74LS00 74LS2074LS244 74HC0174LS04三、 必做实验1.（1）用 OC 门实现三路信号分时传送的总线结构a. 用 OC 门实现三路信号分时传送的总线结构，框图如图 2.5.5 所示，功能如表 2.5.2所示。 （注意 OC 门必须外接负载电阻和电源，E C 取 5V）待设计电路D2D1D0A2A1A0Y图 2.5.5 三路分时总线原理框图 查询相关器件的数据手册，计算 OC 门外接负载电阻的取值范围，选择适中的电阻值，连接电路。 )(107.6105.394 3minmax IH
3、CEONIVR)(.92.3maxainILOLI选取 。kRC2设计图如右图所示表 2.5.2 设计要求的逻辑功能控制输入 输出A2 A1 A0 Y0 0 1 D00 1 0 D11 0 0 D2接线图如下 静态验证：控制输入和数据输入端加高低电平，用电压表测量输出高低电平的电压值，注意测量 A2A1A0=000 时的输出值。Ec=5.1VA2 A1 A0 D2 D1 D0 输出 Y 电压/V0 0 1 X X 0 0 0.1950 0 1 X X 1 1 5.0170 1 0 X 0 X 0 0.1940 1 0 X 1 X 1 5.0131 0 0 0 X X 0 0.1931 0 0
4、1 X X 1 5.0110 0 0 X X X 1 5.008 动态验证：控制输入加高低电平，数据输入端加连续脉冲信号，用示波器双踪显示输入和输出波形，测量波形的峰峰值、高电平电压和低电平电压，对结果进行分析并解释为什么要选择“DC” 。A2 A1 A0 D2 D1 D0 输出 Y0 0 1 X X TTL0 1 0 X TTL X1 0 0 TTL X X频率/Hz 峰-峰值/V 高电平 /V 低电平/V输入波形 100 5.20 5.20 0.00输出波形 100 4.08 3.60 -0.48 器件电源电压 VCC 仍为 5V，将 EC 改为 10V，重复和，分析两者的差别。注意，不要
5、直接将 VCC 改为 10V，避免烧毁器件。选取 ，真值表如下：E c=10.02VkRC2A2 A1 A0 D2 D1 D0 输出 Y 电压/V0 0 1 X X 0 0 0.342V0 0 1 X X 1 1 9.99V0 1 0 X 0 X 0 0.332V0 1 0 X 1 X 1 9.96V1 0 0 0 X X 0 0.346V1 0 0 1 X X 1 9.95V0 0 0 X X X 1 9.95V1.(2)用三态门实现三路信号分时传输要求：用三态门实现实验内容 7 中的三路信号分时传输 重复实验内容 7 中的和 ，注意不要同时将两个或两个以上的三态门的控制端处于使能状态。 将
6、 A2A1A0 设为“000”， D2D1D0 设为“111”，此时输出端为高阻状态，测量输出端电压值，总结如何用万用表判断高阻态。用三态门实现三路信号分时传送的总线结构电路图如下图所示。实验接线图如下真值表如下：A2 A1 A0 D2 D1 D0 Y 电压/V0 0 1 X X 0 0 0.0120 0 1 X X 1 1 4.8450 1 0 X 0 X 0 0.0110 1 0 X 1 X 1 4.8461 0 0 0 X X 0 0.0131 0 0 1 X X 1 4.8470 0 0 X X X 1 0.252V输入 TTL 方波：波形参数如下：频率/Hz 峰-峰值/V 高电平 /
7、V 低电平 /V输入波形 100.0 5.12 5.12 0.00输出波形 100.0 5.04 4.98 -0.06波形图如下：A2 A1 A0 D2 D1 D0 输出 Y0 0 1 X X TTL0 1 0 X TTL X1 0 0 TTL X X2（1 ）2.10 节 实验：SSI 组合逻辑设计及竞争-冒险现象内容 1数值判别电路 设计一个组合逻辑电路，它接收 8421BCD 码 B3B2B1B0，仅当 2B3B2B1B07 时，输出 Y 才为 1。B3 B2 B1 B0 Y0 0 0 0 00 0 0 1 00 0 1 0 00 0 1 1 10 1 0 0 10 1 0 1 10 1
8、 1 0 10 1 1 1 01 0 0 0 01 0 0 1 01 0 1 0 X1 0 1 1 X1 1 0 0 X1 1 0 1 X1 1 1 0 X1 1 1 1 XB1B0B3B20 0 0 1 1 1 1 00 00 11 11 001X0 0X10 10XX01XX接线图见下页经实验测试，真值表同上，能完成所需功能。 设计一个组合逻辑电路，它接收 4 位二进制数 B3B2B1B0，仅当 2B3B2B1B07Y=B2B1 +B2B0+B2B1B0=( B2B1)( B2B0)( B2B1B0)时，输出 Y 才为 1。B3 B2 B1 B0 Y0 0 0 0 00 0 0 1 00
9、0 1 0 00 0 1 1 10 1 0 0 10 1 0 1 10 1 1 0 10 1 1 1 01 0 0 0 01 0 0 1 01 0 1 0 01 0 1 1 01 1 0 0 01 1 0 1 01 1 1 0 01 1 1 1 0化简得： Y=B3B2B1 +B3B2B0+B3B2B1B0=(B3B2B1) (B3B2B0)(B3B2B1B0)接线见下页，逻辑电路图略。经实验测试，真值表同上，能完成所需功能。（2）内容 4.停车场交通控制系统某停车场有一个交通控制系统，控制入口处的 3 个车道，如图 2.10.1 所示。这三个车道分别为 “左车道 ”、 “右车道” 和“VIP
10、 车道” 。每个车道有一个信号灯，红灯禁止通行，绿灯允许通行，任何时候只能有一个通道是绿灯。每个车道有一个传感器，用来监测是否有车通过，另外还有一个时间控制信号用于控制车道循环。整个控制规则如下：当 VIP 车道有车时， 该车道信号灯变为绿灯；当 VIP 车道没有车且右车道也没有车时，左车道信号灯变为绿灯；当 VIP 车道没有车且左车道也没有车时，右车道信号灯变为绿灯；当 VIP 车道没有车，但左、右车道都有车时，由时间控制信号控制左右车道轮流通行；停 车 场入 口左 车 道V I P车 道右 车 道输入: A2 代表 VIP 车道有车 ; A1= 1 代表左车道有车; A0= 1 代表右车道
11、有车;C = 1 代表时间控制信号使左车道通行;C = 0 代表时间控制信号使右车道通行输出: Y2 = 1 代表 VIP 车道信号灯为红灯; Y1 = 1 代表左车道信号灯为红灯;Y0 = 1 代表右车道信号灯为红灯设计真值表见下页A2 A1 A0 C Y2 Y1 Y00 0 0 X 1 1 10 0 1 X 1 1 00 1 0 X 1 0 10 1 1 1 1 1 00 1 1 0 1 0 11 X X X 0 1 1由卡诺图化简真值表可得：Y2=B2Y1=A2+A1+A0C=(A2A1(A0C)Y0= A2+A0+A1C=( A2A0(A1C)逻辑电路图如右图设计电路图如下图，经实验检测，电路能够实现题目所要求的功能，真值表同上。
