使用MSI设计组合逻辑电路——实验报告

"实验报告-利用MSI设计组合逻辑电路" 在本次实验“实验六 译码电路原理及应用1”中，主要目标是让学生熟悉并掌握编码器、译码器、数据选择器等组合逻辑功能模块的功能和使用，以及通过中规模集成电路（MSI）设计组合逻辑电路的方法。实验涉及的设备包括数字电路实验箱、数字万用表和示波器，并使用了特定的集成电路，如74LS00、74LS197和74LS138。 首先，实验预习阶段要求学生复习组合逻辑电路的基本工作原理，如编码器、译码器和数据选择器，以及如何使用MSI功能表进行设计。此外，还需要了解如何采用中规模集成电路来实现自定义的组合逻辑功能，特别是使用译码器构建逻辑电路。 实验内容的核心是利用3线-8线译码器74LS138实现数据分配器的功能。数据分配器可以将一路输入信号D根据地址信号A、B、C分配到八个不同的输出F0至F7。实验要求连接74LS197作为输入信号源，通过调整Q3、Q2、Q1分别与A、B、C相连，D接模拟开关，然后使用示波器观察并记录各种条件下的波形，以验证电路的正确性。 实验的第二个部分是设计一个算术单元（AU），能实现半加半减功能。输入S作为功能选择，A和B是运算数。当S为0时，AU执行加法，输出和及进位；当S为1时，执行减法，输出差及借位。通过卡诺图简化逻辑表达式，得到半加半减器的Sum和进位输出Cn，并使用74LS138来实现这一功能。 实验最后一步是观察74LS138在实验箱上的实际应用，连接74LS197形成八进制计数器作为信号源，进一步观察和分析波形图。 实验总结部分提到在观察波形时遇到了“白色竖杠”的问题，这实际上是由组合电路中的竞争冒险现象导致的毛刺。这种现象将在后续的实验中详细讨论。 通过这个实验，学生不仅能够加深对组合逻辑电路的理解，还能熟练运用MSI器件设计复杂的逻辑功能，提升他们的实践操作能力和问题解决能力。