广西大学实验报告纸
_______________________________________________________________________________ 实验内容___________________________________________指导老师
【实验名称】
组合逻辑电路的设计
【实验目的】
学习组合逻辑电路的设计与测试方法。
【设计任务】
用四-二输入与非门设计一个4人无弃权表决电路（多数赞成则提案通过）。
要求：采用四-二输入与非门74LS00实现；使用的集成电路芯片种类尽可能的少。
【实验用仪器、仪表】
数字电路实验箱、万用表、74LS00。
【设计过程】
设输入为A、B、C、D，输出为L，根据要求列出真值表如下
真值表
根据真值表画卡若图如下
由卡若图得逻辑表达式
B
D
C
BD
AC CD AB BD AC CD AB BD AC CD AB BD AC CD BD AC AB D BCD C ACD B ABD A ABC ACD
BCD ABD ABC L ⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=++=+++=⋅+⋅+⋅+⋅=+++=))(()()(
用四二输入与非门实现
A
B C
D
L
实验逻辑电路图
Y 实验线路图
【实验步骤】
1.打开数字电路实验箱，按下总电源开关按钮。
2.观察实验箱，看本实验所用的芯片、电压接口、接地接口的位置。
3.检查芯片是否正常。
芯片内的每个与非门都必须一个个地测试，以保证芯片
能正常工作。
4.检查所需导线是否正常。
将单根导线一端接发光二极管，另一端接高电平。
若发光二极管亮，说明导线是正常的；若发光二极管不亮时，说明导线不导通。
不导通的导线不应用于实验。
5.按实验线路图所示线路接线。
6.接好线后，按真值表的输入依次输入A、B、C、D四个信号，“1”代表输入高
电平，“0”代表输入低电平。
输出端接发光二极管，若输出端发光二极管亮则说明输出高电平，对应记录输出结果为“1”；发光二极管不亮则说明输出低电平，对应记录输出结果为“0”。
本实验有四个输入端则对应的组合情况有16种，将每种情况测得的实验结果记录在实验数据表格中。
测量结果见下表：
实验数据表格
【分析实验结果】
1.实验记录的数据表格得出的真值表与设计过程中的真值表完全一致，实验结
果与理论设计及其要求一致。
说明实验成功的用74LS00设计出了一个4人无弃权表决电路并实现其功能：多数赞成则提案通过。
2.由实验结果可知：只有A、B、C、D中三个或三个以上输入高电平“1”时，
发光二极管才发光，即输出“1”。
说明本设计符合理论设计要求。
【实验总结】
1.做实验设计时，应该按步骤设计：列真值表→根据真值画卡若图列出逻辑函
数表达式并化简→根据化简了的逻辑表达式画出逻辑电路图→选择适当的电路芯片合理布线设计实验线路。
2.实验设计选择电路芯片时，应该先了解芯片的构造，原理，主要用途。
熟悉
芯片各引脚对应的输入或输出内容。
本实验要求使用用74LS00芯片，74LS00芯片是由4个二输入与非门构成的。
3.通过设计了解到74LS00芯片是4个二输入的与非门的集成，以后的实验若要
用到与非门即可利用74LS00芯片实现。
4.做实验时需要用到很多的连接导线，在连接导线时一定要小心、耐心，根据
逻辑表达式可以直接接线，但是容易接错。
最快捷的接法是将芯片引脚对应逻辑电路图的输入输出端分别编号，接线时就可以直接按编号接。
5.我在设计实验时的实现方案中没有将逻辑表达式化到最简，形式非常复杂，
最后导致实验逻辑图也是非常复杂。
化简过程如下：
()()()()
⎪⎭
⎫ ⎝⎛⋅⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⋅⋅⋅=+++=CD A CD B BC A BD A CD A CD B BC A BD A CD A CD B BC A BD A CD A CD B BC A BD A ACD
BCD ABC ABD ACD BCD ABC ABD L
最后需要用到15个与非门，要4个74LS00芯片来实现。
本实验室的数字电路实验箱只提供2块74LS00芯片，做实验时上述方案根本无法实现。
后来在实验指导老师的耐心指导下，我改进了设计方案，即本实验报告的设计方案，改进后的方案只用8个与非门，2块74LS00芯片即可实现。
所以逻辑表达式的化简对于逻辑电路的设计非常重要。
设计逻辑表达式尽量化简到最简，使实验设计方案尽量最简。
若设计的电子产品用于现实生产则最简的设计方案使用的材料最少，生产成本也就最低，设计才有现实意义。
6. 通过本次实验可知，一个问题可以有很多种解决方案。
寻找问题的解决方法时需要我们不断思考，找到最佳的解决方案。