組合邏輯實驗課件

組合邏輯電路設計講課課件盧慶莉編寫2/4/2023盧慶莉編寫實驗一:簡易數字鎖

(P171實驗內容5)設計一個簡易數字鎖電路。該電路有A、B、C三個輸入端按鍵，F1和F2兩個輸出端分別與LED1和LED2兩個發(fā)光二極管連接，F1=1表示開鎖成功，F2=1表示開鎖失敗。數字鎖電路的功能是：①當A、B、C三個輸入同時按下時，開鎖成功；②當A和B同時按下時，開鎖成功；③當A或B且僅只有A或B按下時，開鎖成功；④否則開鎖失敗。2/4/2023盧慶莉編寫1、設計前要說明和強調以下五點：(1)書上數字鎖電路的功能③的描述有歧義需要提醒學生更正。（說明）(2)實驗之前要求學生預習《數字電路與系統》第二章和第四章的內容。例如：題目中當ABC＝000時，既不表示開鎖成功，也不表示開鎖失?。ㄔO計時應注意提醒學生隱含條件）。(3)如何正確地將生產需求抽象為邏輯表達式。2/4/2023盧慶莉編寫(4)設計時先列真值表，在用卡諾圖進行化簡，寫出表達式，再根據現有的器件進行轉換。(5)規(guī)范原理圖的畫法以及管腳的標注方法。（對初學者而言這一點很重要）2/4/2023盧慶莉編寫解：根據以上題意，可將簡易數字鎖電路的功能用如下真值表描述出來。（本實驗選用與非門實現電路）2/4/2023盧慶莉編寫2、電路圖繪制注意事項：（1）要求繪制原理圖，千萬不可畫成接線圖，否則無法表述邏輯關系，無可讀性。（2）電源和地線管腳和連線可以略去。（3）必須注明管腳號、元件編號和元件型號否則無法裝配。2/4/2023盧慶莉編寫畫電路圖和管腳編號:簡易數字鎖電路圖2/4/2023盧慶莉編寫實驗裝配步驟

第一步：根據所給的芯片，將它們插入實驗箱上與芯片管腳相符合的插座上，注意芯片插入的方向，即：缺口向左。示意圖如下：

2/4/2023盧慶莉編寫第二步：實驗箱上的電源需外接+12V直流電源。①用萬用表測量+12V電壓注意：直流穩(wěn)壓電源的表頭顯示不準確，一定要使用萬用表測量。用萬用表測量好+12V的電壓之后，才可以加入到數字實驗箱上。千萬不要先接實驗箱再調測電壓值，這樣很容易損壞實驗箱外接+12V電源不可將極性接反。2/4/2023盧慶莉編寫②測好+12V電壓后，將+12V電壓接入實驗箱。下面給出+12V電壓的連接示意圖：2/4/2023盧慶莉編寫③從實驗箱上獲取+5V直流電壓接入芯片。示意圖如下：強調：先接地線再接+5V電源。2/4/2023盧慶莉編寫第三步：搭試電路①A、B、C接電平開關，用導線連接到芯片的相應管腳上。②接線時按原理圖上標注的管腳連接電路，接一根打一個“×”，表示已接好線，直到所有的線都打上“×”了，說明電路全部接好。2/4/2023盧慶莉編寫門電路懸空端的正確處理

理論上TTL電路輸入端懸空不接等效于為高電平，但是實際使用中為了電路不受干擾，通常根據邏輯功能把懸空的輸入端都要進行適當的處理。具體處理方法如下：①與非門的多余輸入端接高電平。②或非門的多余輸入端接低電平。2/4/2023盧慶莉編寫特別注意使能端、控制端必須按功能表的要求連接；地址端必須全部接，不使用的輸入端根據實際情況接“0”或“1”；不用的輸出端不接。2/4/2023盧慶莉編寫故障檢測

出現故障首先檢查整體電路電源。用萬用表測量電源和地是否連接正確。測量方法是負（黑）表筆接地；正（紅）表筆接芯片的管腳，千萬不可測接先柱。；其次檢查集成芯片電源（地和電源都必須一一檢查）。2/4/2023盧慶莉編寫

根據電路原理進行排查故障先設置一個固定輸入狀態(tài)，用發(fā)光二極管顯示邏輯結果，如不正確根據與非門“有低出高，全高出低”的工作原理，用萬用表測量各個門電路管腳的輸入/輸出情況（特別注意：萬用表的測量方法，首先把黑表筆接地，紅表筆點接在被測芯片的管腳上），并將測試結果進行分析，查找出故障。2/4/2023盧慶莉編寫例如：當ABC=101時，正常條件下F=1，但此時F=0。說明電路有故障。檢查故障的方法及示意圖如下：2/4/2023盧慶莉編寫小結：電路調測的一般順序檢查電源整體電路電源（電壓值、紋波）集成芯片電源（地和電源正都必須檢查）檢查使能端、控制端使用的使能端和控制端不能懸空可對電路進行簡化（舉例，計數器LD端）2/4/2023盧慶莉編寫根據電路原理進行調測先用單脈沖調測，便于觀察電路的工作狀態(tài)，分析簡單。再用連續(xù)脈沖調測；2/4/2023盧慶莉編寫調測過程中應注意的問題

1如有短路故障，要首先排除；

2要考慮電路前、后級之間的影響（可通過斷開電路再測試）。2/4/2023盧慶莉編寫

3、要注意電平是否滿足要求，不可只關心波形形狀。（示波器用DC耦合）

4、排除儀表對被測電路的影響2/4/2023盧慶莉編寫實驗一:競爭和冒險實驗(P171實驗內容6)有一組邏輯電路如圖7.4.8所示。（1）試用示波器來判斷是否存在邏輯冒險，冒險的類型及出現的條件。（2）在輸出端加接濾波電容，觀察毛刺的變化情況。（3）換用修改邏輯設計的方法來消除所出現的冒險，并通過實驗驗證。2/4/2023盧慶莉編寫2/4/2023盧慶莉編寫2/4/2023盧慶莉編寫加濾波電容C：2/4/2023盧慶莉