数字电路实验(02)小规模组合逻辑电路实验1:交通灯状态

Posted 揭航

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数字电路实验(02)小规模组合逻辑电路实验1:交通灯状态

2020-5-11

一.实验要求

1.1.实验目的

1.认识解决实际组合逻辑问题的一般方法和过程;
2.熟悉基本逻辑门的使用。

1.2.实验器材

1.2输入与门
2.3输入与门
3.4输入或门
4.非门
5.直流电压源
6.Ground
7.指示灯

1.3.设计要求

设计一个交通信号灯工作状态监视逻辑电路,要求:监视交通信号灯的每一组信号灯均由红、黄、绿三盏灯组成,正常工作情况下,任何时刻必须有一盏灯点亮,而且只允许有一盏灯点亮;而当出现其他五种点亮状态时,电路发生故障信号,以提醒维护人员前去修理。

1.4.设计流程

1.对交通信号灯监视电路进行逻辑抽象

取红、黄、绿三盏灯的状态为输入变量,分别用R、A、G表示,并规定灯亮时为1,不亮时为0。取故障信号的输出变量,以Y表示,并规定正常工作状态下Y为0,发生故障时Y为1,其真值表如表1所示。

表1 监视交通信号灯工作状态真值表

RAGY
0001
0010
0100
0111
1000
1011
1101
1111

2.确定逻辑表达式

根据监视交通灯真值表写出其逻辑表达式,即:
Y = R ′ A ′ G ′ + R ′ A G + R A ′ G + R A G ′ + R A G Y=R'A'G'+R'AG+RA'G+RAG'+RAG Y=RAG+RAG+RAG+RAG+RAG

3.逻辑表达式化简

将上式化简后得到
Y = R ′ A ′ G ′ + R A + A G Y=R'A'G'+RA+AG Y=RAG+RA+AG

4.确定逻辑电路图

根据化简后的表达式,采用“与门-或门”的方式得到交通灯工作状态监视逻辑电路图,如图1所示

二.实验图

一定要接地!

三.实验报告内容

3.1.实验步骤

利用基本的与门、或门和非门实现监视交通信号灯工作状态的逻辑电路,具体实验电路步骤如下所示:
1.按照图1搭建实验电路。
规定:输入:逻辑“0”与电压值“0V”对应,逻辑“1”与电压值“5V”对应;
输出:指示灯“亮”与逻辑“1”对应,指示灯“灭”与逻辑“0”对应;
2.根据表2中R、A、G的逻辑值改变相应直流电压源的电压值,运行实验,观察输入端和输出之间的状态关系,记录相应的输出于表2中。
表2 监视交通信号灯工作状态测试结果

3.2.实验报告

1.简述交通信号灯监视电路设计流程,补充完整表2;
逻辑抽象–表达式确定–表达式化简–电路实现

2.采用与非-与非表达式设计交通信号灯监视电路(提示:将与或表达式两次求反得到与非-与非表达式)。
根据交通信号灯工作状态真值表,可得到:
Y=(( R’A’G’+RA +RG +AG)’)’=(( R’A’G’)’·(RA)’·(RG)’·(AG)’)’,因此采用与非-与非方式

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