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文档简介

华南农业大学综合性、设计性实验报告 实验项目名称: 数字电路与逻辑设计综合实验 实验项目性质: 综合性、设计性实验 所属课程名称: 数字电路与逻辑设计 开 设 时 间: 2010学年第二学期 指 导 教 师: 万艳春所属课程数字电路与逻辑设计开 课 学 期2011年春季实验项目性质综合性、设计性报告提交日期2011.6.18学 号201030720504姓 名邓传娣实验题目 评分标准 1.选题难度,包括完成目标的难度,20%; 2.完成质量,主要考虑其设计方法和实现技术,50%; 3.实验报告撰写质量,30%; 4.雷同程序(包括从网上下载的雷同程序),按0分计。成绩学 号姓名总成绩教师签名201030720504邓传娣一.问题描述。 我选择的题目2是要求设计一个自动售饮料机的逻辑电路。自动售饮料机应有这样的功能:它的投币口每次只能投入一枚五角或一元的硬币。投入一元五角硬币自动给出一杯饮料;投入两元(两枚一元的硬币)硬币后,再给出饮料的同时找回一枚五角硬币。二逻辑设计。(1)问题的逻辑描述。 自动售饮料机得逻辑功能就是根据已投入的货币总值来确定下一步是否自动售出饮料与找零。我们用A表示一元投币情况,B表示五角投币情况;取值1表示投币,取值0表示不投。则AB=01表示投五角,AB=10表示投一元。设状态为Q2Q1,初态设为Q2Q1=00。本实验需要记住五角和一元这两种状态。因此设Q2Q1=01为记住五角的状态,Q2Q1=10为记住一元的状态。用Y表示饮料是否售出的情况,即Y=1为售出饮料,Y=0为不售出饮料;Z表示是否找零的情况,即Z=1为找零,而Z=0为不找零。(2)原始状态图的构建 根据(1)的分析和描述构建原始状态图如下:Q2Q10001AB/YZ01/00 10/10 01/1010/1101/0010 10/00(3)原始状态表的构建根据(2)中的原始状态图制出原始状态表如下:Q2nQ1nQ2n+1Q1n+1/YZAB=01AB=100001/0010/000110/0000/101000/1000/11(4)状态分配与二进制状态表由上表可知状态已为二进制形式,无需进行状态分配。(5)激励函数与输出函数的确立下面根据原始状态表利用卡诺图求解激励方程与输出方程。Q2nQ1nAB0001111000dddd0100d111dddd1001d1Q2nAQ1n Y的卡诺图为了避免AB=10时的误差,我加入时钟控制(具体分析见(五)。由卡诺图及相关分析得Y=(Q2n+AQ1n) CPQ2nQ1nAB0001111000dddd0100d011dddd1000d1AQ2nZ的卡诺图为了避免AB=10时的误差,我仍加入时钟控制,得Z=AQ2n CPQ2nQ1nAB0001111000dddd0101d011dddd1010d0AQ1nQ2n AQ1nQ2nQ2n+1的卡诺图由此可知Q2n+1= ( AQ1n+AQ1n) Q2 n=(AQ1n)Q2n;所以可得 J2= AQ1n , K2=1;Q2nQ1nAB0001111000dddd0110d011dddd1000d0 BQ2n Q1nQ1n+1的卡诺图由此可知Q1n+1= BQ2n Q1n,则有 J1= BQ2n, K1=1;三画出电路图。由(5)我们汇总可知: J2= AQ1n , K2=1; J1= BQ2n, K1=1;Y=(Q2n+AQ1n) CP;Z=AQ2n CP;则由一块74LS73芯片和相关的逻辑门可得本实验的逻辑电路图具体如下:Y&1Z&Q2 Q2 Q1 Q1CLK 74LS73CLRJ1 K1 K2 J21&=1CPAB四效果与测试情况。 按电路图接好电路。由于最后只需检测三个五角、一个一元五角和两个一元这三种情况。以下是具体做法: a. 首先接通电源。置CLR=0,清零。再置CLR=1,同时置AB=01。然后连续接通时钟脉冲3下。前两下灯不亮。第3下Y控制的灯亮Z控制的灯不亮;b.置CLR=0,清零。置CLR=1,令AB=10。接通脉冲。不亮。再置AB=01.接通时钟脉冲。Y控制的灯亮Z控制的灯不亮。c.置CLR=0,清零。置CLR=1,令AB=10.连续两次接通时钟脉冲。第一次接通灯不亮;第二次接通Y和Z控制的灯都亮。 五分析与讨论。 本电路不能检测全部情况。没有加时钟之前,当Q2nQ1n=00,AB=10时,时间图如下: 由图可知当我们投进一元时此时饮料销售机已经售出饮料。显然,这与我们的设计理念不符。而此时又注意到此时时钟脉冲为有效低电平。所以将结果与时钟CP与运算可以得到预期结果。即AB=10时,当第一个时钟脉冲到来之时不售出饮料;而保持AB=10时,当第二个时钟脉冲到来之时输出为YZ=11即已符合要求。修改后具体操作如上。但此实验对时钟的时间掌握要好,否则很容易导致实验失败。六参考资料。 欧阳星明 于俊清数字逻辑(第四版)武汉 华中科技大学出版社 2009七致谢在此我要感谢何振业同学对我的实验简化的指点,使我减少了与门的使用,设计思路更清晰。此外,山哥有耐心解答我的疑问。还有鸭子同学对我提出的一些无厘头的问题的认真思考和解答。毫无疑问,万老师课上的知识提点和思路提点起了很大作用。感谢他们对我的帮助。八实验报告原创声明 本人郑重声明:所呈交的实验报告是本人综

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