实验二 组合逻辑电路

一 实验目的

1 掌握组合逻辑电路的设计方法；

2 学习译码显示电路的应用。

二 实验内容

1 设计发电机控制电路

（1）逻辑抽象真值表

将3个车间设为A、B、C，2个发电机设为M、N。由题目可知车间开工数和启动电站的关系如下表所示：

车间开工数	启动电站
1	M
2	N
3	M&N

    令1表示车间开工/发电机启动，0表示车间不开工/发电机不启动。通过分析，可得真值表如下表所示：

A	B	C	M	N
0	0	0	0	0
0	0	1	1	0
0	1	0	1	0
0	1	1	0	1
1	0	0	1	0
1	0	1	0	1
1	1	0	0	1
1	1	1	1	1

（2）真值表写表达式

根据（1）的真值表可知M、N的表达式分别为：

M = A’B’C + A’BC’ + AB’C’ + ABC = A’B⊕C + A(B⊕C)’ = A⊕B⊕C

N = A’BC + AB’C + ABC’ + ABC = BC + AB + AC = (((A⊕B)C)’ (AB)’ )’

（3）表达式画电路图

理论电路图：

Multisim电路图：

（4）实验验证真值表

通过上述电路图仿真，得到以下实验结果图片：

000
001
010
011
100
101
110
111

2 设计全减器

（1）逻辑抽象真值表

    在输入方面，将上一位借位、被减数、减数分别设为Ci、A、B。在输出方面，将当前借位、差值分别设为Co、D。令1表示有相应位置的输入信号/输出信号，0表示没有相应位置的输入信号/输出信号。通过分析，可得真值表如下表所示：

Ci	A	B	Co	D
0	0	0	0	0
0	0	1	1	1
0	1	0	0	1
0	1	1	0	0
1	0	0	1	1
1	0	1	1	0
1	1	0	0	0
1	1	1	1	1

（2）真值表写表达式

根据（1）的真值表可知Co、D的表达式分别为：

Co = m1 + m4 + m5 + m7 = (m1’ m4’ m5’ m7’)’

D = m1 + m2 + m4 + m7 = (m1’ m2’ m4’ m7’)’

（3）表达式画电路图

理论电路图：

Multisim电路图：

（4）实验验证真值表

通过上述电路图仿真，得到以下实验结果图片：

000
001
010
011
100
101
110
111

3 设计译码显示电路

（1）逻辑抽象真值表

    在输入方面，通过4位拨码开关进行数字的输入。相应的数字信号经过排阻后传到译码器，由译码器翻译出结果后单条输出。在输出方面，译码器的输出信号传输到共阳极数码显示管，并显示出图像。令1表示有相应位置的输入信号/输出信号，0表示没有相应位置的输入信号/输出信号。通过分析，可得真值表如下表所示：

4位拨码开关输入 （左边为低位）	共阳极数码显示管显示位置	共阳极数码显示管理应显示数字
0000	A B C D E F	0
0001	B C	1
0010	A B G E D	2
0011	A B G C D	3
0100	F G B C	4
0101	A F G C D	5
0110	F G E D C	6
0111	A B C	7
1000	A B C D E F G	8
1001	A B G F C	9
1010	G E D	10
1011	G C D	11
1100	F G B	12
1101	A F G D	13
1110	F G E D	14
1111	/	15

（2）根据译码器结构画电路图

Multisim电路图：

（3）实验验证真值表

4位拨码开关输入 （左边为低位）	共阳极数码显示管显示位置
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111

三 实验总结

由上述三个实验的仿真结果可知，自设连线的仿真电路与预期的真值表结果完全拟合。由此可知，本次仿真实验的结果良好。

通过本次仿真实验，我学习到了组合逻辑电路的实验步骤主要是：逻辑抽象真值表-->真值表写表达式-->表达式画电路图-->实验验证真值表。我虽然没有能够在线下实操面包板、实验箱等实验装置，但是学习到了Multisim软件中的各种按钮功能，认识到Vcc和电路接地元件如何进行放置，并通过仿真实验进一步巩固了组合逻辑电路的相关知识。此外，因为不理解实验3的左侧电路结构，我通过查询相关资料，我学习了排阻、4位拨码开关、数字接地等元件的安置与连接，进行了简易版替换。虽然最终效果与课堂上的自动数字传输器不同，但基本实现了实验3所要求的功能。

另，实验的电路源文件在附属文档之中。