基于SSI邏輯器件全加器的設(shè)計(jì)

摘 要：以最基本的SSI邏輯器件作為核心器件，包括2輸入與非門（74LS00），2輸入異或門（74LS86），4輸入與非門（74LS20）等基本的元器件，組成全加器的運(yùn)算，當(dāng)有二進(jìn)制數(shù)相加有進(jìn)位時(shí)則Ci為1，否則為0，當(dāng)各位相加和為1時(shí)，Si為1，否則為0.通過二極管來顯示Si與Ci的結(jié)果，燈亮為1，燈滅為0。

關(guān)鍵詞：2輸入與非門（74LS00）；2輸入異或門（74LS86）；設(shè)計(jì)

引言

利用全加器可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)相加并求出和，并且可以觀察到當(dāng)各位相加時(shí)進(jìn)位的情況。而SSI邏輯元器件都是基本的元件，對(duì)初學(xué)者來說，思路清晰，方便理解。

1 總體思路

根據(jù)全加器的定義要求，列出真值表，根據(jù)真值表列出邏輯方程，所列的邏輯方程必須與所使用的元器件相關(guān)，并且進(jìn)行化簡(jiǎn)，利用化簡(jiǎn)以后的邏輯關(guān)系，進(jìn)行電路的鏈接，最后利用完成的電路進(jìn)行試驗(yàn)與判斷。

2 電路設(shè)計(jì)，仿真示意圖

2.1 二輸入與非門（74LS00）

74LS00 為四組 2 輸入端與非門，共有 54/7400、54/74H00、54/74S00、54/74LS00四種型號(hào)，在仿真電路中，每次只用其中一組接口。一共8個(gè)輸入端1A-4A，1B-4B 輸入端，4個(gè)輸出端口1Y-4Y 輸出端，每?jī)蓚€(gè)輸入端口，對(duì)應(yīng)一個(gè)輸出端口。電源電壓一般為7V，54/74LS00的輸入電壓也為7V，其余為5.5V。

2.2 二輸入異或門（74LS86）

74LS86為四組2輸入端異或門，其外觀結(jié)構(gòu)和引腳排列方式與74LS00類似，有8個(gè)輸入端和4個(gè)輸出端，在仿真電路中每次使用2個(gè)輸入和一個(gè)輸出端。特點(diǎn)是電源功能消耗低，工作電壓范圍是4.75-5.25V。

2.3 邏輯設(shè)計(jì)，仿真

根據(jù)全加器的定義，可以列出它的真值表，如圖1所示。其中Ai為被加數(shù)，Bi為加數(shù)，相鄰低位來的進(jìn)位數(shù)為Ci-1，輸出本位和為Si。向相鄰高位進(jìn)位數(shù)為Ci。根據(jù)真值表，開始列邏輯方程，由于題目要求是用74LS00與74LS86，這兩種器件，所以在化簡(jiǎn)時(shí)，盡量把其他的邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)化成這兩種形式，方便仿真圖形的連接。

這樣就得到了Si與Ci的邏輯方程表達(dá)式。將邏輯函數(shù)，與仿真進(jìn)行對(duì)應(yīng)，有3個(gè)輸入，2個(gè)輸出，在仿真軟件中，由于電壓過高，需要加電阻來控制線路中的電流，不然會(huì)使儀器失靈，得到錯(cuò)誤的結(jié)果。而且，作為結(jié)果的顯示通過二極管燈，也是需要通過電阻來限制流過的電流。根據(jù)電流計(jì)算公式，I=U/R.以及74LS00與74LS86的工作電壓值（5V），還有二極管能承受的最大電流值來確定所串聯(lián)電阻的大小。工作端，輸入端由于與電源相連，所以需要阻值較大的電阻取10KΩ。二極管兩端接地電阻取330Ω。其連線示意圖如圖2所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

利用SSI邏輯元件設(shè)計(jì)組成全加器的電路是數(shù)字電子技術(shù)中比較基礎(chǔ)的一種設(shè)計(jì)，根據(jù)不同的要求，選擇不同的器件，需要掌握的就是設(shè)計(jì)的思路。首先就是根據(jù)題目要求列出真值表，根據(jù)真值表寫出邏輯函數(shù)的表達(dá)式，再根據(jù)所要求的器件進(jìn)行化簡(jiǎn)成所需要的模式。

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作者簡(jiǎn)介：喻文倩（1994，3-），女，籍貫：四川成都，學(xué)歷：本科，職稱：學(xué)生，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。