组合逻辑电路的设计
一、实验目的
1．掌握组合逻辑电路设计的一般概念和方法。

2．掌握集成组合逻辑电路的使用和设计方法。

3．学习EDA软件Quartus II的基本使用方法。

二、实验预习
阅读《电工电子实验教程》第6.3节中组合逻辑电路的内容。

打印实验指导书，预习实验的内容。

查阅相关芯片的数据手册，了解芯片的逻辑功能、引脚排列及外形结构，完成实验电路设计，画出原理电路，标明芯片型号和引脚。

自拟实验步骤和数据表格。

三、实验设备与仪器
数字电路实验箱。

四、实验原理
使用中规模的集成电路设计组合逻辑电路的一般方法为：
第一步：从题目中完成逻辑抽象。

把实际问题转换为可行的逻辑设计要求。

第二步：根据逻辑设计的要求建立输入、输出变量，并列出真值表。

第三步：用逻辑代数或卡诺图化简法求出简化的逻辑表达式。

并按实际选用逻辑门的类型修改逻辑表达式。

不一定要最简形式，应以所要使用的中规模集成芯片的逻辑功能为依据，把要产生的逻辑函数变换为与器件的逻辑函数式类似的形式。

对于变换后的逻辑函数式与所选器件的逻辑函数式差别非常大的应考虑更换元器件类型。

第四步：根据简化后的逻辑表达式，画出逻辑图，用标准器件构成逻辑电路。

第五步：用实验来验证设计的正确性。

设计组合逻辑电路的一般步骤如图1所示。

图1 组合逻辑电路设计流程图
五、实验内容
题目A：4人表决电路
设计一个4人表决电路，多数通过（即当四个输入端中有三个或四个为“1”时，输出端才能为“1”），用发光二极管显示表决结果，通过点亮，否决不亮。

（要求选用与非门电路实现，74LS10和/或74LS20）
题目B：大月指示器电路
设计一个大月（该月份天数为31）指示器，四个二进制输入变量表示月份，发光二极管表示输出，若该月份月份为大月，则发光二极管亮，其它情况发光二极管不亮（注意任意项的处理，要求使用74LS00和74LS151）。

六、实验要求
从实验内容所列的题目中选择一个题目进行设计，使用中规模集成电路芯片完成设计，具体方案不限。

要求确保电路可以完成题目功能，并使用尽可能少的器件。

列出真值表，写出逻辑表达式并根据设计要求进行化简（化简形式根据采用的器件逻辑功能自行决定），全部用门电路实现。

在数字实验系统中完成实际操作，利用实验箱上已连接好的开关电路获得所需的逻辑电平输入，LED指示灯电路完成结果显示。

自行设计测试表格，完成实际电路的测试。

实验室可提供的芯片有：74LS00、74LS10、74LS20、74LS151。

七、实验报告（本部分请附加空白页手写完成）
在实验报告中写出完整的设计思路和设计过程，越详细报告分数起评点越高，内容应包括建立逻辑变量、列真值表、逻辑化简、逻辑表达式变换、电路图设计等。

用要求的器件设计出电路，画出电路图。

列出元器件清单。

写出实验结果及分析。

写出实验体会总结。

有能力的同学可画出仿真电路图和仿真结果。