实验二组合逻辑电路的设计
四选一数据选择器的逻辑图 2 位地 址码输 入端
1 S1 S0 E
使能信号输 入端,低电 平有效
1
1
数 据 输 入 端
I0 I1 I2 I3
& ≥1
Y
(2)工作原理及逻辑功能
1 0 0 1
S1
功能表 输 使能 E 入 地址 输出
1 0
S0
=0 =1
E
1
1
1 & ≥1
1
I3
Y
S1 ×
0 0 1 1
GND接“地”。
1 2 3 4 5 6 7 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND
二4输入与非门74LS20 引脚图:
VCC 2D 2C 2B 2A 2Y
14
13 12 11 10 9
& 74LS20 &
8
注意: VCC接+5V;
GND接“地”。
1 2 1A 1B 3 4 5 6 7 1C 1D 1Y GND
2.2.3 故障报警
某实验室有红、黄两个故障指示灯,用来指示三台设备
的工作情况。当只有一台设备有故障时,黄灯亮;有两台设
备有故障时,红灯亮;只有当三台设备都发生故障时,才会 使红、黄两个故障指示灯同时点亮。 提示:本题有三个变量A、B、C, 表示三台设备。“1”
表示故障;“0”表示正常。
有两个逻辑函数L1、L2,分别表示红灯和黄灯。“1”— 灯亮,表示报警;“0”— 灯不亮,表示不报警。 此例要求采用MSI组合电路设计方法,用两片八选一数 据选择器(74LS151)或一片双四选一数据选择器(74LS153 )实现,并验证其逻辑功能。
L RG RG RY
&
7400-3
&
RG RG RY
L
&
注:R、Y、G分别接逻辑开关(高低电平)的Qi端, R、G 接相应的 Qi 端,其它同上。
3、故障报警(用两片八选一数据选择器74LS151实现 )
(1)真值表: A B C L1 L2 (2)逻辑式: L1=ABC+ABC+ABC+ABC =1m3+1m5+1m6+1m7 =0m0+0m1+0m2+1m3+0m4+1m5+1m6+1m7
D1
D2 D3 D4 D5 D6 D7
D3 D2 D1 D0 Y Y
E GND
1、表决逻辑(真值表略) (1)L=AB+AC+BC (2)Lˊ=AB+AC
L AB AC BC
A &
7400-1
L AB AC
A &
7400-1
B C
&
7400-2
&
7420-1
L
B
C
&
7400-2
L
&
7400-3
设有三人对一事进行表决,多数(二人以上)赞成即通 过;否则不通过。 提示:本题有三个变量A、B、C三人;一个逻辑函数, 即表决结果L。 投票:“1”表示赞成;“0”表示反对。 表决结果:“1”表示通过;“0”表示不通过。 另:若三人中的A有否决权,即A不赞成,就不能通过, 又应如何实现呢?(不做)
2.2.2 交通信号灯监测电路
注意:
1、下次实验的时间是第10周 2、本次实验报告的要求
下次实验内容
实验三
预习要求 1、复习二进制译码器的功能及应用。 2 、 设 计 并 分 别 画 出 用 74LS138 和 双 4 输 入 与 非 门 74LS20实现组合逻辑函数:2.2.3故障报警和2.2.2交通信 号灯监测电路的逻辑示意图。
1
1 0
数据输入端1D0=0,1D1=C,1D2=C,1D3=1
L2=ABC+ABC+ABC+ABC =Cm0+Cm1+Cm2+Cm3 令A、B分别从选择输入端A、B输入;
1 0 0 0
1
0 0
1 1 1 1
1
数据输入端2D0=C,2D1=C,2D2=C,2D3=C
注意:“0”接地、“1”接+5V、C与C分别接逻辑开关的Qi与
设一组信号灯由红(R)、黄(Y)、绿(G)三盏灯组 成,如图2-1所示。正常情况下,点亮的状态只能是红、绿或 黄加绿当中的一种。当出现其它五种状态时,是信号灯发生 故障,要求监测电路发出故障报警信号。
正常工作状态
R
Y
G
R
Y
G
R
Y
G
故障状态
R
Y
G
R
Y
G
R
Y 图2-1
G
R
Y
G
R
Y
G
提示:本题有三个变量R、Y、G ,分别表示红、黄、绿三 盏信号灯。“1” 表示灯亮;“0” 表示灯灭。一个逻辑函数L, 表示故障报警信号,正常情况下L为“0”; 发生故障时,L为 “1”。
9
8
14 13 12 11 10 74LS20
9
8
6
7
1
2
3
4
5
6
7
1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND
1A 1B
1C 1D 1Y GND
图2-2
图1-8
四2输入与非门74LS00引脚图:
VCC 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y
14
13 12 11 10 9
& & 74LS00 & &
8
注意: VCC接+5V;
9
8
14 13 12 11 10 74LS20
9
8
6
7
1
2
3
4
5
6
7
1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND
1A 1B
1C 1D 1Y GND
A
&
7400-1
B
C
&
&
7400-3
&
7400-2 7420-1
L
2、交通信号灯监测电路
(1)真值表
R(红)Y(黄)G(绿) 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 L 1 0 1 0 0 1 1 1
D3 D2 D1 D0 Y Y E GND 1 2 3 4 5 6 7 8
D3 D2 D1 D0 Y Y E GND 1 2 3 4 5 6 7 8
1 0 0 0 L1
0 1 1 0 L2
测试电路的逻辑功能
(3)逻辑图:
+5V
C B A
16 15 14 13 12 11 10 9 VCC D4 D5 D6 D7 S0 S1 S2
数据输入 D0 D1 D2 D3 X X X X 0 X X X 1 X X X X 0 X X X 1 X X X X 0 X X X 1 X X X X 0 X X X 1
选通输入 G 1 0
0
0 0 0 0 0 0
输出 Y Z(高阻态) 0 1 0 1 0 1 0 1
八选一数据选择器(74LS151)的逻辑图 1个使能 输入端 8 路数据 输入端
S0 ×
0 1 0 1
I0 I1 I2 I3
0 0 0 0
I0 I1 I2 I3
Y 0
Y S1 S 0 I 0 S1 S 0 I 1 S1 S 0 I 2 S1 S 0 I 3
Y I 0 m 0 I 1 m1 I 2 m 2 I 3 m 3
总结: 利用4选1数据选择器组成函数产生器的一般步骤 a、将函数变换成最小项表达式
&
7400-3
注: 1、A、B、C 接逻辑开关(高低电平输出的Qi端); 2、L接发光二极管指示。 3、芯片的+VCC接+5V;GND接地。 4、测真值表或逻辑功能
Vcc 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y
VCC 2D 2C
2B 2A 2Y
14 13 12 11 10 74LS00 1 2 3 4 5
0 0 0 0
0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1
0
1 令A、B 、C分别从选择输入端 S2 、S1 、 S0输入;
1 数据输入端D0=0,D1=0,D2=0,D3=1 ,D4=0, D5=1,D6=1,D7=1 0 L2=ABC+ABC+ABC+ABC 1 =1m1+1m2+1m4+1m7 0 =0m0+1m1+1m2+0m3+1m4+0m5+0m6+1m7 0 令A、B 、C分别从选择输入端 S2 、S1 、 S0输入; 1 数据输入端D0=0,D1=1,D2=1,D3=0 ,D4=1, D5=0,D6=0,D7=1
LR 1 0 Y G 0 10 11 01 L 0110 YG R 00 01 11 10 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1
L RG RG RY
(2)逻辑式
(3)逻辑图
7400-1
L RG RG Y G
=RG· RG· YG
R G R G Y
&
7400-2 7420-1
1
2
3
4
C
5
6
7
8
B +5V C
L1
(3)逻辑图:
+5V 16 VCC A C C C C
要求: