3.电工电子实验(二)第3次课.ppt

卢庆莉 编写 * * * 数据选择和组合逻辑电路 P138 J1 P140 Y1 P144 J2, J3,J4 本次课的教学内容 组合逻辑电路 数据选择电路的设计 P138 J1 设计一个组合电路，该电路有3个输入信号分别为A、B、C，有1个输出信号F，要求该电路有2个或2个以上输入信号为1时输出信号F为1。其余情况输出信号F为0。 解： 1、根据题意列出真值表 2、根据真值表写出逻辑表达式，转化成与非式。 3、画出电路原理图，标注器件型号、管脚号。 在实验箱上搭电路： 1、 将稳压电源单路12V电压连接到实验箱（12V正端连接实验箱+12V接线柱，12V负端连接实验箱GND接线柱），合上实验箱的电源开关，实验箱正电源的三个指示灯亮。再关闭实验箱的电源开关。 2、在实验箱上两个14脚集成电路插座上插上7400和7420，缺口朝左，管脚与插口一一对齐，勿遗漏或折弯管脚。 根据电路图，接上全部连接线： 3、管脚与管脚之间注意核对脚号，连线勿插错。 4、输入A、B、C分别接实验箱K1～K8中的任意3个。 5、输出F接实验箱逻辑电平显示中的任意1个 集成电路左上管脚连接VCC，右下管脚连接GND 6、电路检查无误后合上实验箱的电源开关，通电作静态测试： 按照真值表的顺序依次按动连接A、B、C的开关（为电路提供000～111的输入信号） 同时观察连接输出F的发光二极管的亮、灭情况（F高电平，发光二极管亮。 F低电平，发光二极管灭）。其逻辑功能应与真值表完全一致。 P140 Y1 有一个组逻辑电路如图4-17-3所示，①从理论上分析该电路产生的“竞争”和“冒险”属于哪种类型；②通过实验验证“毛刺”出现的位置；③修改设计以消除该电路的“毛刺”，并通过Multisim 2001仿真软件验证之。 逻辑险象（冒险）：数字电路中出现了违背真值表所规定的逻辑电平 逻辑冒险：输入信号所经路径不同而引起的冒险 功能冒险：多个输入信号同时变化的瞬间，由于变化的快慢不同而引起的冒险 3、卡诺图中增加一个绿线所圈的“搭接块” （即逻辑表达式中的多余项），可消除逻辑险象，于是 判断逻辑冒险： 1、当逻辑函数中出现下列结果时将出现逻辑险象： 0－1－0型险象 1－0－1型险象 2、由卡诺图可见原逻辑表达式 F AB+BC（黑色所圈）出现了 “相切”的卡诺圈（红线处），相切部分未被另外卡诺圈包围，即可断定存在逻辑冒险。 判断功能冒险： 在卡诺图中： 有两个或两个以上变量变化； 变化前后函数值相同； 若不变的输入组成的乘积项所圈的卡诺圈中有“1”也有“0”，则存在功能冒险，若取值相同，则无功能冒险。 例1、ABC从011变为101，C是不变的变量，函数值为1，圈乘积项为C的卡诺圈（红色），圈中有“1”也有“0”，则存在功能冒险。 例2、 ABC从100变为111，A是不变的变量，函数值为1，圈乘积项为A的卡诺圈（黑色） ，圈中有“1”也有“0”，也存在功能冒险。 消除逻辑险象： 增加多余项，可消除逻辑冒险 输出端加滤波电容，可消除逻辑冒险和功能冒险 加取样脉冲，可避免逻辑冒险和功能冒险 加滤波电容C： 增加多余项消除冒险： 用数据选择器设计一个组合逻辑电路，该电路的函数为 P144 J2 1、根据题意可得： ① 需使用数据选择器74151或74153。 ②输入为4位，输出为一位 选用74151或74153芯片，都需进行降维处理。 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 F D C B A 输出 输入 2、根据F的逻辑表达式列出真值表如右表 3、根据真值表画出卡诺图并进行降维处理 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 F D C B A 输出 输入 采用74151芯片实现电路 可得74151的数据输入端为： 画出电路图： 对电路图进行管脚标号： * * * *