数字逻辑-组合逻辑电路一——沐雨先生

一、实验目的

(1)掌握组合逻辑电路的功能测试。

(2)掌握半加器和全加器的逻辑功能。

(3)熟悉集成加法器、数码管、译码器的使用。

二、实验仪器及材料

在这里插入图片描述

三、实验内容及步骤

1、测试半加器的逻辑功能

如果不考虑有来自低位的进位将两个1位二进制数相加,称为半加。实现半加器运算的电路叫做半加器。如果A、B是两个加数,S是相加的和,CO是向高位的进位,则半加器的逻辑表达式为:
S = A ′ B + A B ′ = A ⨁ B S = A'B + AB' = A \bigoplus B S=AB+AB=AB
C O = A B CO = AB CO=AB
根据表达式由一个异或门和一个与门画出电路图如下,按照表格测试数据。
在这里插入图片描述

2、设计全加器

在将两个多位二进制数相加时,除了最低位以外,每一位都考虑来自低位的进位,即将两个对应位的加数和来自低位的进位3个数相加。这种运算称为全加,所用的电路称为全加器。
要求:用异或门(74LS86)和与非门(74LS00)组成全加器,并测试全加器的逻辑功能
设计方法:
(1)定义输出输出,CI来自低位的进位,A、B加数,S相加的和,CO向高位的进位,
(2)根据二进制加法运算规则列出1位全加器的真值表,
在这里插入图片描述
(3)由真值表得到S和CO的逻辑表达式(可以用卡诺图或者合并1的方法化简)
S = A B C I + A B ′ C I ′ + A ′ B C I ′ + A ′ B ′ C I S = ABCI + AB'CI' + A'BCI' + A'B'CI S=ABCI+ABCI+ABCI+ABCI
C O = A C I + A B + B C I CO = ACI + AB + BCI CO=ACI+AB+BCI
(4)再次化简S和CO表达式,使表达式能用所给逻辑门(异或门和与非门)组成电路,
S = A ⨁ B ⨁ C S = A \bigoplus B \bigoplus C S=ABC
C O = ( ( ( A ⨁ B ) C ) ′ ( A B ) ′ ) ′ CO = (((A \bigoplus B)C)'(AB)')' CO=(((AB)C)(AB))
(5)画电路图
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(6)按照表格数据输入,测量输出,验证电路是否符合全加器的逻辑功能
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3、用加法器(74LS83)设计一个代码转换电路,将余三码转换成BCD码

74LS83是4位超前进位加法器,可以实现四位二进制数的加法运算,其中A为加数,B为被加数,Z为相加的和,C0为低位向高位的进位,C4为输出的进位。
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设计方法:
(1)以余三码为输入,8421码为输出,列出代码转换电路的真值表
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(2)观察真值表, S 4 S 3 S 2 S 1 S_4S_3S_2S_1 S4S3S2S1 A 4 A 3 A 2 A 1 A_4A_3A_2A_1 A4A3A2A1所代表的二进制数始终相差1101,所以得到:
S 4 S 3 S 2 S 1 = A 4 A 3 A 2 A 1 + 1101 S_4S_3S_2S_1 = A_4A_3A_2A_1 + 1101 S4S3S2S1=A4A3A2A1+1101
(3)根据表达式画电路图(左半部分)
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(4)按照表格数据输入,测量输出,验证电路
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4、用七段数码管显示内容3中的BCD码

七段数码管由七段发光二极管构成,分为共阳极、共阴极两种形式。共阴极数码管将发光二极管的阴极接在一起作为公共极,公共极接低电平,当驱动信号为高电平时,阴极二极管发光。
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显示译码器将BCD码译成数码管所需要的驱动信号,使数码管显示出相应的十进制数字。共阴极数码管的译码器74LS48管脚图如下:
在这里插入图片描述
当LT’(灯测试输入)、RBI’(灭零输入)、BI/RBO’(灭灯输入/灭灯输出)都为高电平时,输入端DCBA输入的BCD码被译码成数码管所需要的驱动信号。
在译码器和数码管之间需要加限流电阻。
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设计方法:
(1)连接译码器和七段数码管,组成七段数码管显示电路,如上图所示。
(2)将内容3中“余三码转换成BCD码电路”的输出信号 S 4 S 3 S 2 S 1 S_4S_3S_2S_1 S4S3S2S1与“七段数码管显示电路”的输入信号 S 4 S 3 S 2 S 1 S_4S_3S_2S_1 S4S3S2S1连接在一起(替换成自己的电路图),注意四位数据的高低顺序。
(3)输入余三码,观察并记录七段数码管的显示。
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<think>好的,用户想了解74LS83N的引脚图。首先,我需要确认自己对这个芯片的了解程度。74LS83N是74系列中的个4位二进制全加器,属于TTL逻辑芯片。主要用于执行加法运算,可能用于数字电路设计中。 接下来,用户需要引脚图,所以需要详细描述每个引脚的功能。首先,我应该回忆或查找该芯片的引脚布局。通常,DIP封装的芯片有16个引脚,双列排列,每边8个。引脚1通常在左上角,逆时针排列。 接下来,每个引脚的功能需要准确。例如,引脚1到4是A1到A4,即四位加数的输入;引脚5到8可能涉及进位输入、进位输出、以及和输出。但需要仔细确认,避免错误。比如,进位输入可能在引脚5,进位输出在引脚9,和输出在引脚10到13?或者可能有其他分配? 另外,电源和接地引脚的位置也很重要。通常,74系列芯片的Vcc在右上角(引脚16),GND在左下角(引脚8)。但需要确认是否符合74LS83N的具体情况。 可能存在混淆点,比如进位输入和输出是否正确,以及和输出的顺序。例如,是否和输出是从S1到S4,对应最低位到最高位?或者相反?需要确保顺序正确,否则用户可能接线错误。 同时,要考虑到用户可能不熟悉术语,需要用中文清晰解释每个引脚的作用。例如,解释什么是进位输入(来自低位加法器的进位),进位输出(向高位传递的进位)等。 可能还需要提供应用示例或注意事项,比如如何级联多个74LS83N实现更多位的加法,或者电源电压的接法,确保用户正确使用。 需要检查是否有常见的错误,比如引脚编号是否颠倒,或者是否有特殊功能引脚需要注意。例如,是否有使能端或者其他控制信号?根据74LS83的规格,它可能是个全加器,没有使能引脚,但需确认。 最后,整理信息,按逻辑顺序列出引脚,确保每个引脚编号对应正确的功能,并用清晰的格式呈现,方便用户理解。可能还需要提醒用户参考数据手册以获取更准确的信息,尤其是实际应用中需要注意电气特性。</think>以下是74LS83N(4位二进制全加器)的引脚图及功能说明: ### 引脚图布局(DIP-16封装) ``` ┌───┬───┐ A1 ──┤1 └─┐16├── Vcc (+5V) B1 ──┤2 15├── Σ4 (和输出高位) Σ1 ──┤3 14├── B4 A2 ──┤4 13├── A4 B2 ──┤5 12├── C4 (进位输出) Σ2 ──┤6 11├── B3 A3 ──┤7 10├── A3 GND ──┤8 9├── C0 (进位输入) └───┴───┘ ``` ### 详细功能说明 1. **输入引脚**: - **A1-A4** (引脚1,4,7,13):4位被加数输入(A1为最低位) - **B1-B4** (引脚2,5,11,14):4位加数输入(B1为最低位) - **C0** (引脚9):来自低位的进位输入 2. **输出引脚**: - **Σ1-Σ4** (引脚3,6,10,15):4位和输出(Σ1为最低位) - **C4** (引脚12):向高位的进位输出 3. **电源引脚**: - **Vcc** (引脚16):+5V电源 - **GND** (引脚8):接地 ### 关键特性 1. 可执行4位二进制加法:$$ C_{out} + \Sigma = A + B + C_{in} $$ 2. 典型传播延迟:约15ns(@5V) 3. 级联应用:通过C0和C4可连接多个74LS83N实现更长位数的加法 ### 应用注意事项 1. **未使用引脚**:建议通过上拉电阻接Vcc或接地 2. **级联连接**:将低位芯片的C4输出接高位芯片的C0输入 3. **电源滤波**:建议在Vcc和GND之间加0.1μF陶瓷电容 建议实际使用时参考官方数据手册(如TI SN74LS83A)确认电气参数。
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