3電工電子實(shí)驗(yàn)(二)第3次課課件

數(shù)據(jù)選擇和組合邏輯電路

P138J1P140Y1P144J2,J3,J47/23/2023盧慶莉編寫本次課的教學(xué)內(nèi)容組合邏輯電路數(shù)據(jù)選擇電路的設(shè)計(jì)7/23/2023盧慶莉編寫P138J1設(shè)計(jì)一個(gè)組合電路，該電路有3個(gè)輸入信號分別為A、B、C，有1個(gè)輸出信號F，要求該電路有2個(gè)或2個(gè)以上輸入信號為1時(shí)輸出信號F為1。其余情況輸出信號F為0。解：1、根據(jù)題意列出真值表2、根據(jù)真值表寫出邏輯表達(dá)式，轉(zhuǎn)化成與非式。7/23/2023盧慶莉編寫7/23/2023盧慶莉編寫3、畫出電路原理圖，標(biāo)注器件型號、管腳號。7/23/2023盧慶莉編寫在實(shí)驗(yàn)箱上搭電路：1、將穩(wěn)壓電源單路12V電壓連接到實(shí)驗(yàn)箱（12V正端連接實(shí)驗(yàn)箱+12V接線柱，12V負(fù)端連接實(shí)驗(yàn)箱GND接線柱），合上實(shí)驗(yàn)箱的電源開關(guān)，實(shí)驗(yàn)箱正電源的三個(gè)指示燈亮。再關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱的電源開關(guān)。2、在實(shí)驗(yàn)箱上兩個(gè)14腳集成電路插座上插上7400和7420，缺口朝左，管腳與插口一一對齊，勿遺漏或折彎管腳。根據(jù)電路圖，接上全部連接線：7/23/2023盧慶莉編寫3、管腳與管腳之間注意核對腳號，連線勿插錯(cuò)。4、輸入A、B、C分別接實(shí)驗(yàn)箱K1～K8中的任意3個(gè)。5、輸出F接實(shí)驗(yàn)箱邏輯電平顯示中的任意1個(gè)集成電路左上管腳連接VCC，右下管腳連接GND6、電路檢查無誤后合上實(shí)驗(yàn)箱的電源開關(guān)，通電作靜態(tài)測試：按照真值表的順序依次按動(dòng)連接A、B、C的開關(guān)（為電路提供000～111的輸入信號）同時(shí)觀察連接輸出F的發(fā)光二極管的亮、滅情況（F高電平，發(fā)光二極管亮。F低電平，發(fā)光二極管滅）。其邏輯功能應(yīng)與真值表完全一致。7/23/2023盧慶莉編寫P140Y1

有一個(gè)組邏輯電路如圖4-17-3所示，①從理論上分析該電路產(chǎn)生的“競爭”和“冒險(xiǎn)”屬于哪種類型；②通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“毛刺”出現(xiàn)的位置；③修改設(shè)計(jì)以消除該電路的“毛刺”，并通過Multisim2019仿真軟件驗(yàn)證之。邏輯險(xiǎn)象（冒險(xiǎn)）：數(shù)字電路中出現(xiàn)了違背真值表所規(guī)定的邏輯電平邏輯冒險(xiǎn)：輸入信號所經(jīng)路徑不同而引起的冒險(xiǎn)功能冒險(xiǎn)：多個(gè)輸入信號同時(shí)變化的瞬間，由于變化的快慢不同而引起的冒險(xiǎn)7/23/2023盧慶莉編寫3、卡諾圖中增加一個(gè)綠線所圈的“搭接塊”（即邏輯表達(dá)式中的多余項(xiàng)），可消除邏輯險(xiǎn)象，于是判斷邏輯冒險(xiǎn)：1、當(dāng)邏輯函數(shù)中出現(xiàn)下列結(jié)果時(shí)將出現(xiàn)邏輯險(xiǎn)象：

0－1－0型險(xiǎn)象1－0－1型險(xiǎn)象

2、由卡諾圖可見原邏輯表達(dá)式F=AB+BC（黑色所圈）出現(xiàn)了“相切”的卡諾圈（紅線處），相切部分未被另外卡諾圈包圍，即可斷定存在邏輯冒險(xiǎn)。7/23/2023盧慶莉編寫判斷功能冒險(xiǎn)：在卡諾圖中：有兩個(gè)或兩個(gè)以上變量變化；變化前后函數(shù)值相同；若不變的輸入組成的乘積項(xiàng)所圈的卡諾圈中有“1”也有“0”，則存在功能冒險(xiǎn)，若取值相同，則無功能冒險(xiǎn)。7/23/2023盧慶莉編寫例1、ABC從011變?yōu)?01，C是不變的變量，函數(shù)值為1，圈乘積項(xiàng)為C的卡諾圈（紅色），圈中有“1”也有“0”，則存在功能冒險(xiǎn)。例2、

ABC從100變?yōu)?11，A是不變的變量，函數(shù)值為1，圈乘積項(xiàng)為A的卡諾圈（黑色），圈中有“1”也有“0”，也存在功能冒險(xiǎn)。7/23/2023盧慶莉編寫消除邏輯險(xiǎn)象：增加多余項(xiàng)，可消除邏輯冒險(xiǎn)輸出端加濾波電容，可消除邏輯冒險(xiǎn)和功能冒險(xiǎn)加取樣脈沖，可避免邏輯冒險(xiǎn)和功能冒險(xiǎn)7/23/2023盧慶莉編寫7/23/2023盧慶莉編寫加濾波電容C：7/23/2023盧慶莉編寫增加多余項(xiàng)消除冒險(xiǎn)：7/23/2023盧慶莉編寫7/23/2023盧慶莉編寫用數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，該電路的函數(shù)為P144J27/23/2023盧慶莉編寫1、根據(jù)題意可得：①需使用數(shù)據(jù)選擇器74151或74153。②輸入為4位，輸出為一位選用74151或74153芯片，都需進(jìn)行降維處理。輸入輸出ABCDF000010001000100001100100101011011000111010001100101010010110110011101011101111102、根據(jù)F的邏輯表達(dá)式列出真值表如右表7/23/2023盧慶莉編寫3、根據(jù)真值表畫出卡諾圖并進(jìn)行降維處理輸入輸出ABCDF00001000100010000110010010101101100011101000110010101001011011001110101110111110采用74151芯片實(shí)現(xiàn)電路可得74151的數(shù)據(jù)輸入端為：7/23/2023盧慶莉編寫畫出電路圖：7/23/2023盧慶莉編寫對電路圖進(jìn)行管腳標(biāo)號：7/23/2023盧慶莉編寫電路裝配：

在實(shí)驗(yàn)箱16腳集成電路插座上插上74151，14腳集成電路插座上插上7404，缺口朝左，管腳與插口一一對齊，勿遺漏或折彎管腳。7/23/2023盧慶莉編寫1、可作靜態(tài)測試：輸入（A、B、C、D）接實(shí)驗(yàn)箱的K1~K8任4個(gè)插孔，輸出F送邏輯電平顯示任1個(gè)插孔（F高電平，發(fā)光二極管亮。F低電平，發(fā)光二極管滅）。根據(jù)真值表，順序按動(dòng)輸入開關(guān)（000～1111），檢查、核對輸出是否與真值表一致。電路調(diào)測：2、可作動(dòng)態(tài)測試：用74161的四位輸出Q3～Q0，為MUX提供地址信號（74161的CP頻率為10kHz左右）。用雙蹤示波器同時(shí)觀測CP和輸出信號F，核對其時(shí)間關(guān)系。序列碼值為：F=10001100100010107/23/2023盧慶莉編寫P144J3：用數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)一個(gè)1位全加器電路1、用一片74153實(shí)現(xiàn)一位全加器。7/23/2023盧慶莉編寫7/23/2023盧慶莉編寫7/23/2023盧慶莉編寫對電路圖進(jìn)行管腳標(biāo)號：7/23/2023盧慶莉編寫P144J4：用74138譯碼器設(shè)計(jì)一個(gè)1位全