东南大学数字电路实验报告(五)

1、LimsEER 电子实验报告 东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称：数字逻辑电路实验 第五次实验 实验名称：时序逻辑电路设计 院（系）：电气工程 专 业：电气工程及自动化 姓 名：学号： 实验室：104实验时间:2013年12月13 日 评定成绩：审阅教师： 一、实验目的 1. 掌握时序逻辑电路的一般设计过程； 2. 掌握时序逻辑电路的时延分析方法，了解时序电路对时钟信号相关参数的基本 要求： 3. 掌握时序逻辑电路的基本调试方法； 4. 熟练使用示波器和逻辑分析仪观察波形图，并会使用逻辑分析仪做状态分析。 二、实验原理 1. 时序逻辑电路的特点（与组合电路的区别）： 具有记忆功能，任

2、一时刻的输出信号不仅取决于当时的输出信号，而且还取决 于电路原来的值，或者说还与以前的输入有关。 2. 时序逻辑电路的基本单元一一触发器（本实验中只用到D触发器） 触发器实现状态机（流水灯中用到） 3. 时序电路中的时钟 1）同步和异步（一般都是同步，但实现一些任意模的计数器时要异步控制时 钟端） 2）时钟产生电路（电容的充放电）：在内容3中的32768Hz的方波信号需要 自己通过电路产生，就是用到此原理。 4. 常用时序功能块 1）计数器（74161） a）任意进制的同步计数器：异步淸零；同步置零：同步置数：级联 b）序列发生器 通过与组合逻辑电路配合实现（计数器不必考虑自启动） 2）移位寄

3、存器（74194） a）计数器（一定注意能否自启动） b）序列发生器（还是要注意分析能否自启动） 三、实验内容 1. 广告流水灯 a. 实验要求 用触发器、组合函数器件和门电路设计一个广告流水灯，该流水等由8个LED组成, 工作时始终为1暗7亮，且这一个暗灯循环右移。 写出设计过程，画岀设讣的逻辑电路图，按图搭接电路。 将单脉冲加到系统时钟端，静态验证实验电路。 将TTL连续脉冲信号加到系统时钟端，用示波器和逻辑分析仪观察并记录 时钟脉冲CLK、触发器的输出端Q2、Q、Q0和8个LED上的波形。 b. 实验数据 设计电路。 1）问题分析 流水灯的1暗7亮对应8个状态，故可采用3个触发器实现；而

4、且题目要求输 出8个信号控制8个灯的亮暗，故可以把3个触发器的输出加到3-8译码器的控制 端.对应的8个译码器输岀端信号控制8个灯的亮暗。 2）状态转化图如下： 卡诺图如下: 02, 00 01 11 10 0 001 010 100 011 1 101 110 000 111 Lq| LojLo|Lo| Lq|L 引 Lo| LoNtnod -厂 sd.QLJfeub.JWL 厂.SdQl Jk.d 口 亠：CL :2 二 N O CM w U N Q： O CL 2CLK 2CLRN 2D G :w Ls冋如丄汕M： iLocatioMPIN 鬥 电路图如下: 经实验论证，可实现功能。 逻

5、辑分析如下： Time (s) 2. 序列发生器 实验要求 用触发器设计一个具有自启动功能的01011序列发生器。 1）写出设计过程，画出设计的逻借电路图匚 An Bn Cn Dn An+ 1 B n+1 c n+1 D n+1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 用Multisim进行化简处理，得: An+l=Bn； Bn+l=Cn； Cn+l=Dn Dn+l=An +Dn = (An+Dn) 波形图如下: 3. 智力竞赛抢答器 设计图如下: 经实验论证，可实现所有功能。 逻辑图如下表： S1 S2 S3 C Led 1 L