Section 9.7  Experiment 6: Design With Multiplexers    453
9.7     EXPERIMENT 6: DESIGN WITH MULTIPLEXERS 
In this experiment, you will design a combinational circuit and implement it with multi-
plexers, as explained in Section 4.11. The multiplexer to be used is IC type 74151, shown 
in  Fig.  9.9   . The internal construction of the 74151 is similar to the diagram shown in 
Fig.4.25, except that there are eight inputs instead of four. The eight inputs are desig-
nated  D0  through  D7 . The three selection lines— C,   B and  A —select the particular input 
to be multiplexed and applied to the output. A strobe control  S  acts as an enable signal. 
The function table specifies the value of output  Y  as a function of the selection lines. 
Output  W  is the complement of  Y . For proper operation, the strobe input  S  must be 
connected to ground.  
Design Specifications 
A small corporation has 10 shares of stock, and each share entitles its owner to one vote 
at a stockholder’s meeting. The 10 shares of stock are owned by four people as follows: 
Mr. W: 1 share  
Mr. X: 2 shares  
Mr. Y: 3 shares  
Mrs. Z: 4 shares   
7
1
2
6
A
B
C
D
GND
7447
7730
V
CC
V
CC
= 5 V
13
12
11
10
9
15
14
1
13
10
8
7
2
11
8
a
b
c
d
e
f
g
a
b
c
d
e
f
g
16
14
47
f
CA
g
e
b
c
d
a
FIGURE 9.8  
BCD‐to‐seven‐segment decoder (7447) and seven‐segment display (7730)       
Adding pdf to powerpoint slide - C# Create PDF from PowerPoint Library to convert pptx, ppt to PDF in C#.net, ASP.NET MVC, WinForms, WPF
Online C# Tutorial for Creating PDF from Microsoft PowerPoint Presentation
pdf to powerpoint converter online; pdf to powerpoint
Adding pdf to powerpoint slide - VB.NET Create PDF from PowerPoint Library to convert pptx, ppt to PDF in vb.net, ASP.NET MVC, WinForms, WPF
VB.NET Tutorial for Export PDF file from Microsoft Office PowerPoint
copying image from pdf to powerpoint; convert pdf slides to powerpoint online
454    Chapter 9  Laboratory Experiments
Data
Inputs
Strobe
74151
GND
V
CC
7
4
5
6
3
2
1
15
16
8
14
13
12
D0
S
Y
W
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
C
B
A
Output Y
WY
Select inputs
9
10
11
Strobe
Select
Output
Function table
S
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
C
1
1
1
1
0
0
0
0
X
B
1
1
1
1
0
0
0
0
X
1
1
1
1
0
0
0
0
X
A
Y
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
FIGURE 9.9  
IC type 74151    38 8 *1    multiplexer       
Each of these persons has a switch to close when voting yes and to open when voting 
no for his or her shares. 
It is necessary to design a circuit that displays the total number of shares that vote yes for 
each measure. Use a seven‐segment display and a decoder, as shown in  Fig.   9.8   , to display 
the required number. If all shares vote no for a measure, the display should be blank. (Note 
that binary input 15 into the 7447 blanks out all seven segments.) If 10 shares vote yes for a 
measure, the display should show 0. Otherwise, the display shows a decimal number equal 
to the number of shares that vote yes. Use four 74151 multiplexers to design the combina-
tional circuit that converts the inputs from the stock owners’ switches into the BCD digit for 
the 7447. Do not use 5 V for logic 1. Use the output of an inverter whose input is grounded.   
VB.NET PowerPoint: Add Image to PowerPoint Document Slide/Page
insert or delete any certain PowerPoint slide without affecting on C#.NET PPT image adding library. powerful & profession imaging controls, PDF document, tiff
convert pdf to powerpoint online for; pdf to ppt converter online for large
VB.NET PowerPoint: Edit PowerPoint Slide; Insert, Add or Delete
To view C# code for adding, inserting or To view more VB.NET PowerPoint slide processing functions powerful & profession imaging controls, PDF document, image
convert pdf into ppt online; converting pdf to ppt online
Section 9.8  Experiment 7: Adders and Subtractors    455
9.8    EXPERIMENT 7: ADDERS AND SUBTRACTORS 
In this experiment, you will construct and test various adder and subtractor circuits. The 
subtractor circuit is then used to compare the relative magnitudes of two numbers. 
Adders are discussed in Section 4.3. Subtraction with 2’s complement is explained in 
Section 1.6. A four‐bit parallel adder–subtractor is shown in Fig. 4.13, and the compari-
son of two numbers is explained in Section 4.8. 
Half Adder 
Design, construct, and test a half‐adder circuit using one XOR gate and two NAND gates.  
Full Adder 
Design, construct, and test a full‐adder circuit using two ICs, 7486 and 7400.   
Parallel Adder 
IC type 7483 is a four‐bit binary parallel adder. The pin assignment is shown in  Fig.   9.10   . 
The 2 four‐bit input binary numbers are  A1  through  A4  and  B1  through  B4 . The four‐bit 
sum is obtained from  S1  through  S4 .  C0  is the input carry and  C4  the output carry. 
Test the four‐bit binary adder 7483 by connecting the power supply and ground ter-
minals. Then connect the four  A  inputs to a fixed binary number, such as 1001, and the 
B  inputs and the input carry to five toggle switches. The five outputs are applied to 
7483
GND
V
CC
16
14
15
1
2
6
9
4
3
7
8
5
11
10
13
B4
A4
B3
A3
B2
A2
B1
A1
C0
12
C4
S4
S3
S2
S1
FIGURE 9.10  
IC type 7483 four‐bit binary adder       
VB.NET PowerPoint: VB Code to Draw and Create Annotation on PPT
PDF, TIFF, MS Word and Excel). Most of end users would like to install and use Microsoft PowerPoint software and create PPT slide annotation through adding a
how to convert pdf to powerpoint slides; convert pdf to ppt online
C# PowerPoint - How to Process PowerPoint
Use the provided easy to call and write APIs programmed in C# class to develop user-defined PowerPoint slide adding and inserting projects.
adding pdf to powerpoint slide; how to convert pdf slides to powerpoint
456    Chapter 9  Laboratory Experiments
indicator lamps. Perform the addition of a few binary numbers and check that the output 
sum and output carry give the proper values. Show that when the input carry is equal 
to1, it adds 1 to the output sum.  
Adder–Subtractor 
Two binary numbers can be subtracted by taking the 2’s complement of the subtrahend 
and adding it to the minuend. The 2’s complement can be obtained by taking the 1’s 
complement and adding 1. To perform    AB,    we complement the four bits of  B add them 
to the four bits of  A,  and add 1 through the input carry. This is done as shown in  Fig.  9.11   . 
The four XOR gates complement the bits of  B  when the mode select    M= 1    (because 
x{1 =x    and leave the bits of  B  unchanged when    M= 0    (because    x{0 0 = x   ). Thus, 
when the mode select  M  is equal to 1, the input carry  C0  is equal to 1 and the sum output 
is  A  plus the 2’s complement of  B . When  M  is equal to 0, the input carry is equal to 0 and 
the sum generates    AB.     
Connect the adder–subtractor circuit and test it for proper operation. Connect the 
four  A  inputs to a fixed binary number 1001 and the  B  inputs to switches. Perform 
Data input
A
Data input
B
Data output
S
Output carry
1
3
5
14
13
12
15
2
6
9
4
7
8
10
11
16
A4
C4
S4
S3
S2
S1
A3
A2
A1
B4
B3
B2
B1
C0
7483
GND
V
CC
Mode select M
M=0for add
M=1for subtract
FIGURE 9.11  
Four‐bit adder–subtractor       
VB.NET PowerPoint: VB Codes to Create Linear and 2D Barcodes on
PowerPoint PDF 417 barcode library is a mature and This PowerPoint ISSN barcode adding control is compatible ITF-14 barcode on any PowerPoint document slide
convert pdf to powerpoint presentation; convert pdf into powerpoint online
VB.NET PowerPoint: Read, Edit and Process PPTX File
SDK into VB.NET class application by adding several compact well, like reading Excel in VB.NET, Reading PDF in VB Independent from Microsoft PowerPoint Product.
how to convert pdf into powerpoint presentation; embed pdf into powerpoint
Section 9.9  Experiment 8: Flip‐Flops    457
the following operations and record the values of the output sum and the output 
carry  C4 : 
9+ 5
9- 5
9 + 9
9- 9
9 +15 5 9- - 15
Show that during addition, the output carry is equal to 1 when the sum exceeds 15. 
Also, show that when    AÚ Ú B,    the subtraction operation gives the correct answer, 
AB,    and the output carry  C4  is equal to 1, but when    A 6 B,    the subtraction gives 
the 2’s complement of    BA    and the output carry is equal to 0.  
Magnitude Comparator 
The comparison of two numbers is an operation that determines whether one number is 
greater than, equal to, or less than the other number. Two numbers,  A  and  B can be com-
pared by first subtracting    AB    as is done in  Fig.   9.11   . If the output in  S  is equal to zero, 
then    B.    The output carry from  C4  determines the relative magnitudes of the num-
bers: When    C4 = 1,AÚ B;    when    C4= 0,A 6 B;    and when    C4 = 1    and      0,AB.    
It is necessary to supplement the subtractor circuit of  Fig.   9.11    to provide the com-
parison logic. This is done with a combinational circuit that has five inputs— S1  through 
S4  and  C4 —and three outputs, designated by  x,   y and  z so that 
=1
if AB
(S= 0000)
=1
if AB
(C4= 0)
z= 1
if B
(C4 = 1and   0000)   
The combinational circuit can be implemented with the 7404 and 7408 ICs. 
Construct the comparator circuit and test its operation. Use at least two sets of num-
bers for  A  and  B  to check each of the outputs  x,   y and  z .   
9.9    EXPERIMENT 8: FLIP‐FLOPS 
In this experiment, you will construct, test, and investigate the operation of various 
latches and flip‐flops. The internal construction of latches and flip‐flops can be found in 
Sections 5.3 and 5.4. 
SR  Latch 
Construct an  SR  latch with two cross‐coupled NAND gates. Connect the two inputs to 
switches and the two outputs to indicator lamps. Set the two switches to logic 1, and then 
momentarily turn each switch separately to the logic‐0 position and back to 1. Obtain 
the function table of the circuit.  
D  Latch 
Construct a  D  latch with four NAND gates (only one 7400 IC) and verify its function table.  
C# PowerPoint: C# Guide to Add, Insert and Delete PPT Slide(s)
offer this C#.NET PowerPoint slide adding, inserting and guide for each PowerPoint slide processing operation & profession imaging controls, PDF document, tiff
convert pdf into ppt; pdf into powerpoint
VB.NET PowerPoint: Sort and Reorder PowerPoint Slides by Using VB.
easily VB.NET PPT image adding and inserting clip art or screenshot to PowerPoint document slide at powerful & profession imaging controls, PDF document, image
change pdf to ppt; convert pdf to editable ppt
458    Chapter 9  Laboratory Experiments
Master–Slave Flip‐Flop 
Connect a master–slave  D  flip‐flop using two  D  latches and an inverter. Connect the 
D  input to a switch and the clock input to a pulser. Connect the output of the master 
latch to one indicator lamp and the output of the slave latch to another indicator 
lamp. Set the value of the input to the complement value of the output. Press the push 
button in the pulser and then release it to produce a single pulse. Observe that the 
master changes when the pulse goes positive and the slave follows the change when 
the pulse goes negative. Press the push button again a few times while observing the 
two indicator lamps. Explain the transfer sequence from input to master and from 
master to slave. 
Disconnect the clock input from the pulser and connect it to a clock generator. Con-
nect the complement output of the flip‐flop to the  D  input. This causes the flip‐flop to 
be complemented with each clock pulse. Using a dual‐trace oscilloscope, observe the 
waveforms of the clock and the master and slave outputs. Verify that the delay between 
the master and the slave outputs is equal to the positive half of the clock cycle. Obtain 
a timing diagram showing the relationship between the clock waveform and the master 
and slave outputs.  
J
Q
Q
K
CK
CLR
PR
4
2
3
16
15
14
1
J
Q
Q
K
CK
CLR
PR
9
7
8
12
11
10
6
Function table
Inputs
Outputs
No change
Toggle
GND= pin 13
V
CC
= pin 5
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
X
X
X
X
X
X
X
X
X
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
Preset
Clear
Clock
J
K
Q
Q
0
1
1
FIGURE 9.12  
IC type 7476 dual  JK  master–slave flip‐flops       
VB.NET PowerPoint: Extract & Collect PPT Slide(s) Using VB Sample
functions, like VB.NET PPT slide adding/removing, PPT read this VB.NET PowerPoint slide processing tutorial & profession imaging controls, PDF document, image
pdf to powerpoint conversion; converting pdf to powerpoint slides
VB.NET PowerPoint: PPTX to SVG Conversion; Render PPT to Vector
into VB.NET project by adding project reference PowerPoint files that end with .pptx file suffix can powerful & profession imaging controls, PDF document, tiff
and paste pdf to powerpoint; export pdf to powerpoint
Section 9.9  Experiment 8: Flip‐Flops    459
Edge‐Triggered Flip‐Flop 
Construct a  D ‐type positive‐edge‐triggered flip‐flop using six NAND gates. Connect the 
clock input to a pulser, the  D  input to a toggle switch, and the output  Q  to an indicator 
lamp. Set the value of  D  to the complement of  Q . Show that the flip‐flop output changes 
only in response to a positive transition of the clock pulse. Verify that the output does 
not change when the clock input is logic 1, when the clock goes through a negative 
transition, or when the clock input is logic 0. Continue changing the  D  input to corre-
spond to the complement of the  Q  output at all times. 
Disconnect the input from the pulser and connect it to the clock generator. Connect 
the complement output    Q′    to the  D  input. This causes the output to be complemented 
with each positive transition of the clock pulse. Using a dual‐trace oscilloscope, observe 
and record the timing relationship between the input clock and the output  Q . Show that 
the output changes in response to a positive edge transition.  
IC Flip‐Flops 
IC type 7476 consists of two  JK  master–slave flip‐flops with preset and clear. The pin 
assignment for each flip‐flop is shown in  Fig.   9.12   . The function table specifies the circuit’s 
operation. The first three entries in the table specify the operation of the asynchronous 
D
Q
Q
CK
CLR
PR
2
4
1
5
6
3
D
Q
Q
CK
CLR
PR
12
10
13
9
8
11
Function table
Inputs
Outputs
No change
GND= pin 7
V
CC
= pin 14
Preset
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
Clear
Clock
X
X
X
X
X
X
X
D
Q
Q
FIGURE 9.13  
IC type 7474 dual  D  positive‐edge‐triggered flip‐flops       
460    Chapter 9  Laboratory Experiments
preset and clear inputs. These inputs behave like a NAND  SR  latch and are independent 
of the clock or the  J  and  K  inputs. (The X’s indicate don’t‐care conditions.) The last four 
entries in the function table specify the operation of the clock with both the preset and 
clear inputs maintained at logic 1. The clock value is shown as a single pulse. The positive 
transition of the pulse changes the master flip‐flop, and the negative transition changes 
the slave flip‐flop as well as the output of the circuit. With    ==0,    the output does 
not change. The flip‐flop toggles, or is complemented, when    K= 1.    Investigate the 
operation of one 7476 flip‐flop and verify its function table.     
IC type 7474 consists of two  D  positive‐edge‐triggered flip‐flops with preset and 
clear. The pin assignment is shown in  Fig.   9.13   . The function table specifies the preset 
and clear operations and the clock’s operation. The clock is shown with an upward 
arrow to indicate that it is a positive‐edge‐triggered flip‐flop. Investigate the operation 
of one of the flip‐flops and verify its function table.   
9.10    EXPERIMENT 9: SEQUENTIAL CIRCUITS 
In this experiment, you will design, construct, and test three synchronous sequential circuits. 
Use IC type 7476 ( Fig.   9.12   ) or 7474 ( Fig.   9.13   ). Choose any type of gate that will minimize 
the total number of ICs. The design of synchronous sequential circuits is covered in Section5.7.    
Up–Down Counter with Enable 
Design, construct, and test a two‐bit counter that counts up or down. An enable input E 
determines whether the counter is on or off. If    =0,    the counter is disabled and remains 
at its present count even though clock pulses are applied to the flip‐flops. If    E= 1,    the 
counter is enabled and a second input,  x,  determines the direction of the count. If    = 1,    
the circuit counts upward with the sequence 00, 01, 10, 11, and the count repeats. If    = 0,    
the circuit counts downward with the sequence 11, 10, 01, 00, and the count repeats. Do 
not use  E  to disable the clock. Design the sequential circuit with  E  and  x  as inputs.  
State Diagram 
Design, construct, and test a sequential circuit whose state diagram is shown in  Fig.   9.14   . 
Designate the two flip‐flops as  A  and  B the input as  x and the output as  y . 
Connect the output of the least significant flip‐flop  B  to the input  x and predict the 
sequence of states and output that will occur with the application of clock pulses. Verify 
the state transition and output by testing the circuit.  
Design of Counter 
Design, construct, and test a counter that goes through the following sequence of binary 
states: 0, 1, 2, 3, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15, and back to 0 to repeat. Note that binary states 
4, 5, 8, and 9 are not used. The counter must be self‐starting; that is, if the circuit starts 
from any one of the four invalid states, the count pulses must transfer the circuit to one 
of the valid states to continue the count correctly. 
Section 9.11  Experiment 10: Counters    461
Check the circuit’s operation for the required count sequence. Verify that the counter 
is self‐starting. This is done by initializing the circuit to each unused state by means of 
the preset and clear inputs and then applying pulses to see whether the counter reaches 
one of the valid states.   
9.11    EXPERIMENT 10: COUNTERS 
In this experiment, you will construct and test various ripple and synchronous counter 
circuits. Ripple counters are discussed in Section 6.3 and synchronous counters are cov-
ered in Section6.4. 
Ripple Counter 
Construct a four‐bit binary ripple counter using two 7476 ICs ( Fig.   9.12   ). Connect all 
asynchronous clear and preset inputs to logic 1. Connect the count‐pulse input to a 
pulser and check the counter for proper operation. 
Modify the counter so that it will count downward instead of upward. Check that 
each input pulse decrements the counter by 1.  
Synchronous Counter 
Construct a synchronous four‐bit binary counter and check its operation. Use two 7476 
ICs and one 7408 IC.  
Decimal Counter 
Design a synchronous BCD counter that counts from 0000 to 1001. Use two 7476 ICs 
and one 7408 IC. Test the counter for the proper sequence. Determine whether the 
counter is self‐starting. This is done by initializing the counter to each of the six unused 
states by means of the preset and clear inputs. The application of pulses will transfer the 
counter to one of the valid states if the counter is self‐starting.  
00
11
01
10
0/0
0/1
1/1
1/1
0/1
0/0
1/0
1/0
FIGURE 9.14  
State diagram for Experiment 9       
462    Chapter 9  Laboratory Experiments
Binary Counter with Parallel Load 
IC type 74161 is a four‐bit synchronous binary counter with parallel load and asyn-
chronous clear. The internal logic is similar to that of the circuit shown in Fig. 6.14. 
The pin assignments to the inputs and outputs are shown in  Fig.   9.15   . When the load 
signal is enabled, the four data inputs are transferred into four internal flip‐flops,  QA  
through  QD with  QD  being the most significant bit. There are two count‐enable 
inputs called  P  and  T . Both must be equal to 1 for the counter to operate. The function 
table is similar to Table 6.6, with one exception: The load input in the 74161 is enabled 
when equal to 0. To load the input data, the clear input must be equal to 1 and the 
load input must be equal to 0. The two count inputs have don’t‐care conditions and 
may be equal to either 1 or 0. The internal flip‐flops trigger on the positive transition 
of the clock pulse. The circuit functions as a counter when the load input is equal to 
1 and both count inputs  P  and  T  are equal to 1. If either  P  or  T  goes to 0, the output 
Data
outputs
3
4
16
14
13
12
8
11
15
2
1
5
6
9
7
10
A
QA
QB
QC
QD
B
C
D
L
P
T
CK
CLR
74161
GND
V
CC
Data
inputs
Load
Count
Clock
Clear
COUT
Carry out
Clear outputs to 0
No change in output
Count to next binary value
Load input data
Function table
Clear
0
0
0
1
1
1
1
1
1
Clock
X
Load
X
Count
X
X
Function
FIGURE 9.15  
IC type 74161 binary counter with parallel load       
Documents you may be interested
Documents you may be interested