1011序列检测器解析

1、综合设计性实验报告题 目:学生姓名:口号: 级:指导教师: 学 期：20102011第2学期1基本知识点实验器件设计思路设计过程目录2.（一）三位二进制减法计数器（无效状态 000,001）引脚功能逻辑电路图:实验结果波形图设计心得体会9.11121214基本知识点 1、掌握时序电路的设计方法和步骤 2、掌握触发器的设计与应用 3、掌握移位寄存器的原理与应用熟悉集成电路的引脚排列;掌握芯片的逻辑功能及使用方法;了解序列产生及检测器的组成及工作原理会在EWB软件上进行仿真;实验器件1、移位寄存器74LS194 1片2、负边沿JK触发器74LS112 1片四输入与非门74LS20 1片4、六输入非

2、门74LS05 1片电源一个 地线一个 与门，或门，非门若干个 时钟脉冲一个1作原始状态表。根据给定的电路设计条件构成原始状态表和状态转化图2状态表的简化。原始状态表通常不是最小化状态表，它往往包括多余的状态，因此必须首先对它进行简化。3状态分配。即对简化后的状态给以编码。这就要根据状态数确定触发器的数量并对每个状态指定一个二进制数构成的编码。4根据给定的电路设计条件选择触发器根据5作激励函数和输出函数。根据选用的触发器激励表和电路的状态表，综合出电路中各触发器的激励函数和电路的输出函数 6画逻辑图，并检查自启动功能四设计过程（一） 101101001信号发生器的设计设计一个信号序列发生器，在

3、产生的信号序列中，含有101T信 号码，要求 用一片移位寄存器，生成信号序列10110100,其中含 有1011码，其设计按以下步骤进行:1本实验所用仪器为移位寄存器 74LS194，确定移存器的位数n。因M=9，故n>4，用74LS194 的四位。2确定移存器的九个独立状态。将序列码101101001按照每四位一组，划分为九个状态，其迁移关系如下所示：1011 01101 1101 1010 0100 1001 > 0011 0110 1101fI3作出状态转换表及状态转换图如下:CP的顺序Q3Q2Q1QoD000000110001020010130101141011050110

4、161101071010080100191001010001014画出状态转化图(70002)JT(00102Cjooi 2A5根据以上转化图，画出卡诺图oi QO Q3 Q2 '""X00011110000XA01Xu11X0XX10X0006利用以上卡诺图将化简，得到Do = / Q3 / Qo+ / Q3Q2 / Qi 7根据74LS194功能，将Do作为输入，在Qo端即得到所要的ioiioiooi 序列.(二) 101101001序列信号检测器的设计用负边沿J-K触发器74LS112设计一个101T序列检测器。当输 入的信号序列有101T时，输出Z为1”，其

5、他序列Z输出为0 设计过程:1由给定的逻辑功能建立原始状态图和原始状态表从给定的逻辑功能可知，电路有一个输入信号 Do和一个输出信号乙电路功能是对输入信号Do的编码序列进行检测，一旦检测到信 号Do出现连续编码1ioi序列时，输出为1,检测到其他编码序列, 则输出均为o.(1)、设计思路序列检测器的基本工作过程:序列检测器用于检测一组或多组由二进制码组成的脉冲序列信 号，在数字通信中有着广泛的应用。当序列检测器连续收到一组串行二进制码后，如果这组码与检测器中预先设置的码相同，则输出1,否则输出o。由于这种检测的关键在于正确码的收到必须是连续的, 这就要求检测器必须记住前一次的正确码及正确序列，

6、直到在连续的检测中所收到的每一位码都与预置的对应码相同。在检测过程中，任 何一位不相等都将回到初始状态重新开始检测。方框图如下:不満足(2)分析:(i)输入变量：Xf弋表输入信号序列输出变量：Z代表检测结果，检测到1011”序列，输出为1 设置状态:;S0初始状态，电路还未接收到一个有效的1 ；S1收到一个1后的状态；S2连续收到10以后的状态；S3连续收到101以后的状态;S4连续收到1011以后的状态。(ii)电路的初始状态为So。在此状态下，电路输出Z=0,这时可能的输入有A=0和A=1两种情况。当CP脉冲相应边沿到来时，若A=0, 则是收到0,应保持在状态S0不变，电路输出Z=0;若A

7、=1，表示电 路收到一个1,则转向状态S1电路输出Z=0。当状态S1时，若A=0, 则表明连续输入编码为10,转向状态S2，电路输出Z=0;若A=1,应 保持在状态S1不变，电路输出Z=0。当状态S2时，若A=0,则回到 初始状态，重新开始检测；若 A=1，则表明连续输入编码为101，转向状态S3，电路输出Z=0当状态S3时，若A=0,则表明连续输入编码为10,转向状态S2，若A=1,则表明连续输入编码为1011,转向状态S4,输出Z=1。当状态S4时，若A=0,则表明连续输入编码为10,转向状态S2，若A=1，则表明输入编码为1,转向状态S1。(3)根据上述分析，列出状态转换表列状态转换表0

8、1SoS。/ 0S1 / 0S1S2 / 0S1 / 0S2So / 0S3 / 0S3S2 / 0S4 / 1S4S2 / 0S1 / 0由转换表可知，S1和S4是等效状态，进行状态化简,2状态分配：分别用触发器状态的 Q2Q1的00、01、10、11来表示SO、S1、S2、S3,则从状态转换表画出电路次态和输出的卡诺图XQ2Q101So（00）00 / 001 / 0S1（01）10 / 001 / 0S3（11）10 / 001 /1S2（10）00 / 011 / 0电路次态/输出的卡诺图Q1( n+1)Q2QSoSiS3S2100011110X00000111Q2( n+1)Q2QS

9、0S1S3S2100011110X00d01000CDZQ2Q1S0S1S3S2X0001111000000100CD0Q1( n+1)= X,Q2(n+1)= Qi/X + X Q 2/ QiZ= X Q2 Qi 由上式得驱动方程:Ji=X, K 1=/XJ2= Qi / X, K2= X / Qi+ Q 1 / X输出方程:Z= X Q2 Qi 状态图:0/0OSIso*(|)1/0状态图（已化简）五引脚功能 1 JK触发器C 5aJLIL1J11m UVcc TRd 厮麺 2K 2J 亏D 2Qc>< 1-IKJ74LS112Cl R3eICP IK IJ 1' IQ

10、 IQGHD百*瓦输入4输岀4石甲J KQH+IQM+l01dd 1101Oddi010Oddi4>申111 0 0Qk111 1 010111 0 101111I IQ"Q"1I丨d dG，Q"i表不任意伏恳由咼t CZ+i 3次态电平跳妾到低电平4>不定态诅Q( Q")现态274LS19416VccQoQiQaQiCPEi7<151WCR 氐 Dg D丄 6 D羊 SV'SS其中：>i -D| j- fj 11 jSS：S,. S.-摊件模式拧制端;%-右移申苻输入娴tCR 一一为门馥无*怦淸咨端;Sj. 一花序串帝稲

11、入端;注194桂代拎别疑状态谕出农CPXCRSiSp功展QsQjQiQoQXXtSRr亡尺7£ 时* QjQjQiQb-OQnnIE节JLfW比 页藐ft11QTQayiQo=DilM>il3此时帧游据SlI袂绘止tt00石®空 QaQiQoT)纽磬 Cb Qitt10s&QjQiQiQo'QiQiQ)15LfIDfM馬QjQsQiQo-QfQTQWiL冥X保药QjQjQiQfl-Q/W3 产対六逻辑电路图:J- r W J CR K K JEnn 心询 dd££aE£ 勺 CUE -ZUICLKU10 谊&GMS

12、1AVCC1££hC£CICNCW£BIV£AGND£r742D一盘盘士 W議胡凸諮折砂fr l旧 C5ABCD5Ga7-1194丄亠芟亠 /!七实验结果波形图-'1®ooooooooooooo八设计心得体会本次课程设计至此已经接近尾声，两周的时间虽然很短暂，但在这两个星期 的设计过程中收获颇丰。设计的核心内容就是 EWB环境中，利用移位寄存器和 双JK触发器，设计101101001数据发生器和1011数据检测器，整个设计过程中, 首先，我更加熟练掌握了 EWB软件的使用方法，以及熟练了画状态转化图和卡 诺图；其次，对数字电路这门课程有了更深的了解， 因为课程设计本身要求将以 前所学的理论知识运用到实际的电路设计当中去， 在实验的设计过程中，无形中 便加深了对数字电路的了解及运用能力， 对课本以及以前学过的知识有了一个更 好的总结与理解；再次，在状态转化及 EWB连线的过程中总会出现一些问题, 需要我们细心解决，在设计过程中我们需要运用各种手段去查找资料， 这增长了 我们的自学的能力