实验4.9 组合逻辑电路的设计
一、 实验目的
1. 掌握组合逻辑电路的设计方法与测试方法 2. 了解组合逻辑电路的竞争冒险现象
二、 实验仪器与器材
1. 集成与非门若干块 2. 数字实验箱一台
三、 实验原理
组合逻辑电路的设计是给定一定的逻辑功能，要求用门电路实现这一逻辑功能。用小规模集成电路(SSI)进行组合逻辑电路设计的一般步骤是：
（1）根据实际问题对逻辑功能的要求，定义输入输出逻辑变量，列出真值表。 （2）通过化简和变换得到符合要求（一般为与非关系）的最简逻辑表达式。 （3）根据最简的逻辑表达式画出逻辑图，实现逻辑功能。
组合逻辑电路设计的关键之一，是对输入逻辑变量和输出逻辑变量作出合理的定义，在定义时，应注意以下几点：
（1） 有具有二值性的命题才能定义成输入或输出逻辑变量。 （2） 把逻辑变量取1值的定义表达清楚。
组合逻辑电路的设计都是在理想的情况下进行的，即假定一切逻辑器件都没有延迟效应。但事实并非如此，信号通过任何导线和器件都存在一个响应时间。由于工艺上的原因，各器件的延迟时间离散型非常大，往往按照理想情况下设计的逻辑电路，在实际工作中有可能会产生错误输出。一个组合逻辑电路，在它的输入信号变化时，输出出现瞬时错误的现象称为组合逻辑电路的冒险现象。冒险现象直接影响数字设备的可靠性和稳定性，故要设法消除。
四、实验内容
1. 设计一个交通灯报警电路。在三个输入变量中，当两个或两个以上输入端为“1”时，属不正常状态，应该发出报警。 （1） 逻辑抽象
输入变量为A、B、C三个交通灯，灯亮时认为是“1”，灯灭时为“0”。输出变量为Y，正常时，输出为“0”，灯不亮铃不响；出现故障时，输出为“1”，灯亮铃响。
（2）逻辑状态表 A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1
1 得到逻辑表达式 F=AB+ BC+ AC （3）逻辑电路图
1 1 1
开关闭合为信号1,断开为信号0。经检验，电路完全和逻辑状态表值完全吻合。股可以证明电路是正确的。
2.设计一个一位8421BCD码的检码电路，当输入数码等于或大于1010时，电路应输出“1”，否则输出为“0”。 （1） 逻辑抽象
A、B、C、D分别代表四位二进制码，输出为“1”时灯亮，输出为“0”时灯不亮。
（2） 逻辑状态表 A B C D F 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 2
1 1 1 1 1 1 1 （3） 逻辑表达式 Y=
（4） 逻辑电路
0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1
3．设计一个三人无弃权表决电路。 （1）逻辑抽象
A、B、C分别代表三个人，同意为“1”，不同意为“0”，大于等于两人同意时输出为“1”，否则输出“0”。 （2）逻辑状态表 A B C F 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 3