數位電路實驗3：組合邏輯電路測試
組合邏輯電路
實驗目的
掌握組合邏輯電路的功能測試；
驗證半加器和全加器的邏輯功能；
掌握整合譯碼器及資料選擇器的原理；
瞭解譯碼器及資料選擇器的應用。
預習要求
預習組合邏輯電路的分析方法；
閱讀本實驗所用各閘電路IC的資料手冊；
預習用與非門和異或門構成的半加器、全加器的工作原理；
預習二進位制數的運算。
實驗器材
序號
名 稱
型號與規格
數 量
備 注
1
直流穩壓電源
DP1308A
1
2
數字示波器
TDS2012C
1
3
函式訊號發生器
DG1022
1
4
模電數電綜合試驗箱
TPE-ADII
1
5
元器件
74LS00 二輸入端四與非門 3片，74LS86 二輸入端四異或門 1片，74LS54 四組輸入與或非門 1片，74LS139 2-4線譯碼器 1片，74LS153 雙4選1資料選擇器 1片。
7
實驗內容
組合邏輯電路功能測試
用2片74LS00組成圖1。1所示邏輯電路，圖中U1A，U1B，U1C，U1D為第一片74LS00的四個單元，U2A，U2B，U2D為第二片74LS00的其中三個單元。圖中輸入A、B、C接電平開關，輸出Y1、Y2接LED電平指示。
按照表1。1改變A、B、C的狀態，根據LED電平指示填表，並寫出Y1和Y2的邏輯表示式。
圖1。1 組合邏輯電路功能測試
表1.1 組合邏輯電路功能測試
輸入
輸出
A
B
C
Y1
Y2
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
1
1
1
0
1
0
1
1
Y1 = Y2 =
半加器的邏輯功能測試
根據半加器的邏輯表示式可知，半加器 Y 是A、B的異或，而進位 Z 是A、B相與，故半加器可用一個整合異或門和兩個與非門組成如圖2。1所示的電路。其中輸入A、B接電平開關，輸出Y、Z接LED電平指示。按表2。1要求改變A、B的狀態，填表。
圖2。1 半加器
表2.1 半加器電路邏輯功能測試
輸入
輸出
A
B
Y
Z
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
全加器的邏輯功能測試
全加器電路如圖3。1所示，寫出以下邏輯表示式（請使用原始輸入，不要用中間結果）。
圖3。1 全加器
根據以上邏輯表示式列真值表如表3。1所示，填寫真值表
表3.1 真值表
輸入
輸出
Ai
Bi
Ci-1
Y
Z
X1
X2
X3
Si
Ci
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
1
0
1
1
1
0
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
根據真值表，畫出邏輯函式Si、Ci的卡諾圖
Si的卡諾圖
Bi Ci-1
Ai
0 0
0 1
1 1
1 0
0
0
1
0
1
1
0
0
1
0
Ci的卡諾圖
Bi Ci-1Ai
0 0
0 1
1 1
1 0
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1
按原理圖選擇與非門接線進行測試，檢查邏輯功能是否與表3。1一致。
測試用異或、與或非門組成的全加器的邏輯功能
全加器可以用兩個半加器和兩個與門一個或門組成，在實驗中，常用一塊雙異或門、一個與或非門（3-2-2-3輸入）和一個與非門實現。
畫出用異或門、與或非門和與非門實現全加器的邏輯電路圖，寫出邏輯表示式。
找出異或門、與或非門以及與非門器件按自己畫出的圖連線，接線時注意與或非門中不用的與門輸入端接地。
當輸入端Ai、Bi及Ci-1接邏輯電平開關，Si和Ci接LED電平顯示，填寫下表。
輸入端
Ai
0
0
0
0
1
1
1
1
Bi
0
0
1
1
0
0
1
1
Ci-1
0
1
0
1
0
1
0
1
輸出端
Si
0
1
1
0
1
0
0
1
Ci
0
0
0
1
0
1
1
1
譯碼器功能測試
將74LS139譯碼器的管腳1、2、3接電平開關，管腳4、5、6、7接LED電平顯示，接好電源和地，改變管腳1、2、3的狀態，將結果記錄於表5。1。
圖5。1 譯碼器74LS139引腳圖
表5.1 譯碼器74LS139邏輯功能測試
輸入
輸出
使能
選擇
G
B
A
Y0
Y1
Y2
Y3
H
X
X
1
1
1
1
L
L
L
0
1
1
1
L
L
H
1
0
1
1
L
H
L
1
1
0
1
L
H
H
1
1
1
0
譯碼器轉換
將雙2-4線譯碼器轉換為帶使能端的3-8線譯碼器（可以額外增加與非門等邏輯閘），畫出轉換電路圖並在實驗箱上接線並驗證設計是否正確。
#FormatImgID_11##FormatImgID_12#
經過檢驗確認正確。
資料選擇器的測試及應用
將雙4選1資料選擇器74LS153的管腳如圖7。1所示，將管腳1、2、14接入邏輯開關，連線電源，測試其功能並填寫功能表7。1。
圖7。1 資料選擇器74LS153
表7.1 資料選擇器74LS153的邏輯功能測試
選擇端
資料輸入端
輸出控制
輸出
B
A
C0
C1
C2
C3
G
Y
X
X
X
X
X
X
1
0
0
0
0
X
X
X
0
0
0
0
1
X
X
X
0
1
0
1
X
0
X
X
0
0
0
1
X
1
X
X
0
1
1
0
X
X
0
X
0
0
1
0
X
X
1
X
0
1
1
1
X
X
X
0
0
0
1
1
X
X
X
1
0
1
將實驗箱脈衝訊號源中固定連續脈衝4個不同頻率的訊號接到資料選擇器4個輸入端（3腳接80kHz，4腳接40kHz，5腳接20kHz，6腳接10kHz），將選擇端置位，在輸出端用示波器可以觀察到4種不同頻率的脈衝訊號。
附錄：IC引腳圖
