组合半加器全加器及乘法器电路的设计实验任务书

实验九组合半加器、全加器及乘法器电路的设计一、实验目的（1）熟悉组合逻辑电路的特点及一般分析方法。（2）学习组合半加器电路的功能及测试。（3）学习组合全加器电路的功能及测试。（4）学习两位组合乘法器电路的功能及测试。（5）学习反相器、与门、或非门等集成电路的检测。（6）提高学生实际动手操作能力。（7）提高学生检查及排除电路故障的能力。（8）增强学生组合逻辑电路的综合设计和分析能力。二、实验器材虚拟实验设备操作系统为WindowsXP的计算机1台ElectronicsWorkbenchMultisim8.x～9.x电子线路仿真软件1套直流电源VCC1个逻辑探头4个逻辑开关4个逻辑分析仪1个逻辑转换器1个字信号发生器1个电阻（1KΩ，1/4W）4个六反相器2个二输入端四与门3个二输入端四或门2个二输入端四异或门1个实际工程实验设备数字系统综合实验箱1台数字万用表1台六反相器2个二输入端四与门3个二输入端四或门2个二输入端四异或门1个三、实验原理及实验电路组合逻辑电路的一般设计步骤：根据设计任务和要求列出该电路的真值表，利用卡诺图等方法从真值表中得到电路输入与输出的逻辑函数（即电路输入与输出的逻辑表达式）。根据给定实验的元器件，从而得出组合逻辑电路。二输入端异或门XOR2的逻辑函数为Y=AB+AB，其特点是“相同输出0，相反输出1”。二输入端或门OR的逻辑函数为Y=A+B，即两个输入端只要有一个输入端为“1”，输出即为“1”，只有两个输入端同时输入为“0”，输出才为“0”。半加器有两个输入端，即被加数A和加数B；两个输出端，即A、B之和数S以及进位C。这里用二输入端四异或门74LS86一块以及二输入端四与门74LS08一块组成半加器。表9-1为组合半加器的真值表。表9-1组合半加器电路真值表输入输出ABSC0000011010101101组合全加器电路有三个输入端，即被加数A，加数B，低位向本位的进位数C0；两个输出端即A、B、C0之和数S以及进位C。这里用二输入端四异或门74LS86一块、二输入端四与门74LS08一块、二输入端四或门74LS32一块组成组合全加器电路。表9-2为组合全加器电路的真值表。表9-2组合全加器电路真值表输入输出ABC0SC0000000110010100110110010101011100111111两位乘两位组合乘法器电路有四个输入端，即被乘数A、B和乘数C、D；四个输出端即D3、D2、D1、D0。表9-3为两位乘两位组合乘法器电路的真值表。表9-3两位乘两位组合乘法器电路真值表输入输出ABCDD3D2D1D000000000000100000010000000110000010000000101000101100010011100111000000010010010101001001011011011000000110100111110011011111001四、实验步骤1、组合半加器电路的设计。（1）根据自己设计的电路，从元件库中调出各个元器件，放在电子工作平台上，输入采用高低电平逻辑开关（或接字信号发生器），输出采用逻辑探头或发光二极管（或逻辑分析仪）。画原理图时应注意元器件在电子工作平台的布局要合理，疏密适当，输入输出关系清楚，而且原理图应比较美观。（2）电路仿真。单击仿真开关，进行仿真分析。通过逻辑开关在电路电路输入端加上“0”或“1”，根据逻辑探头的明暗变化（逻辑探头亮时输出为“1”，暗时输出为“0”），验证电路真值表的正确性。（或设置好字信号发生器，单击仿真开关，根据逻辑分析仪显示的结果验证电路真值表的正确性。）2、组合全加器电路的设计。（同实验步骤1）3、两位乘两位组合乘法器电路的设计。（同实验步骤1）五、思考题（1）写出组合半加器电路的设计原理，实验实施的过程及实验的结果。画出输入与输出的波形图，并画出实验原理图。（2）写出组合全加器电路的设计原理，实验实施的过程及实验的结果。画出输入与输出的波形图，并画出实验原理图。（3）写出两位乘两位组合乘法器的设计原理，实验实施过程及实验的结果。画出输入与输出的波形图，并画出实验原理图。（4）由组合半加器、全加器及两位乘两位组合乘法器的真值表推导出各电路输入与输出的逻辑表达式。（5）通过本次仿真实验，您有何收获和体会？