电子科技大学数字设计原理与实践第四次讨论课

1、精选优质文档-倾情为你奉上第四次讨论课题姓名学号xxxxxxxxxxxxxxxx文档：xx 1、 使用一片163和逻辑门设计产生7, 8, 9, 12, 13循环计数序列，要求计数值为7的时候输出1个周期的高电平，使用MULTISIM或其他工具仿真验证。总结并讨论：利用163产生类似循环计数序列的设计思路和技巧。解：利用预置复位法，当计数器运行到9（1001）时，置位到12（1100）当计数器运行到13（1101）时，置位到7（0111）。所以在1001和1101处LD端有效。因此可以设置LD=（QDQA）'；又因为10011100；11010111。观察可设计D=QC'C=1

2、;B=QC;A=B。Multisim仿真设计电路连接如下：文档：xx2、 总结7、8章内容，用多种不同的方案设计序列发生器，讨论自启动。提示：利用触发器设计（讨论序列长度和触发器个数的关系）；利用MSI计数器设计（如163，扩展讨论：163+组合芯片，实现任意序列发生器的结构）；利用移位寄存器设计（讨论需要多少触发器？触发器个数仅与序列长度相关吗？）2.1序列信号发生器的原理介绍在数字电路设计中，有些时候需用一组非常特殊的数字信号。一般情况下我们就将这种特殊的串行数字信号叫做序列信号。生成这样的一组特定序列信号的电路叫做序列信号发生器。2.2利用触发器设计序列有6个状态，这里用D触发器构成模6

3、计数器，同时 我们需要log26=3个，推广一下如果一个序列有n个序列，对于D触发器需要log2n个。这里我们用二进制模6计数器产生序列，在同步时钟CLK的作用下，3个D触发器输出Q3Q2Q1，顺序从000001010011100101000,同时在输出端Z输出序列，由分析可知状态/输出表如下:Q3Q2Q1Q3*Q2*Q1*ZD3D2D1000001010011100101001010011100101000110111001010011100101000由上述真值表可以得到激励函数和输出函数的表达式，没有用到的110,111状态可以用无关项表示。D1=Q3Q2Q1(0,2,4)+d(6,7)

4、, D2=Q3Q2Q1(1,2)+d(6,7),D3=Q3Q2Q1(3,4)+d(6,7),Z=Q3Q2Q1(0,1,3,4,5)+d(6,7)分别用卡诺图化简：构成实际电路是用与门和或门以及D触发器，如下是电路图：2.3利用MSI计数器设计这里用74x151和74x163进行计数器的设计，步骤如下：（1） 如果序列长度为n,则将计数器接成n进制的计数器；（2） 将数据选择器的数据输入接成“D0Dn”想要的序列；（3） 将计数器的输出端接到选择器的输入端；产生一个序列（置数法），电路图如下：数据选择器74x151的输入D0D5接成，计数器74x163接成0-5计数，并连接到74x151的选择输

5、入端CBA,以74x151的D0D5作为输出，从而产生序列。2.4利用移位寄存器设计设序列的长度为L,则要求移位寄存器的位数n满足2nL;这里使用74x194与一些门信号来设计。序列需要3位移位寄存器状态表如下：QCQBQALin110101011111110101111011用卡诺图化简：电路图如下：文档：xx3、 将4个LED灯进行周期性显示，显示方案可自己设计，时钟1kHz。a) 只提供1种显示方案（移位寄存器+反馈），闪亮频率1Hz（计数器分频）。b) 提供2种显示方案，由S控制，讨论电路结构。c) 提供2种闪亮频率（如1Hz和5Hz），由M控制（可变模计数器）。使用MULTISIM或

6、其他工具仿真验证。文档：xx4.设计一个11001序列检测器，讨论序列可重复使用和不可重复使用在设计时的区别，讨论用Mealy机设计和用Moore机设计的区别，讨论未用状态的处理问题。使用JK触发器完成其中一种设计。解：逻辑抽象S0 ：初始状态S1:1S2:11S3 :110S4:1100S5:11001根据任务书要求，设计的序列检测器有一个外部输入A 和一个外部输出 Y。输入和输出的逻辑关系为：正常情况下Y=0，出现A=11001时，Y=1状态转换图状态转换表：表1由表1可知，S1 和S5是等价状态，故可以合并。下图为化简后的状态转换图。卡若图化简规定电路状态编码，电路需要5个状态。需要3（

7、2n-1<状态数2n）个触发器。现取Q2Q1Q0=001表示S1，Q2Q1Q0=010表示S2，Q2Q1Q0=011表示S3，Q2Q1Q0=100表示S4 ,即可得到：S0:000S1:001S2:010S3 :011S4:100由上述转换表可以转化为卡诺图下面即可分解卡诺图逻辑函数式由上述的卡诺图得到状态方程和输出方程 化简得到 上式与JK触发器的特性方程对照比较可以得出（Q*=JQ+KQ） JK触发器具体实现电路图 由上述的式子我们可以画出模拟电路图（完整电路图附页说明）仿真软件仿真效果（截图说明）下面进行仿真实验，X3灯是为了显示0、1输入，X2灯是显示脉冲输入情况。X4、5、6是为了显示JK触发器是否处于初始状态，X1灯是检查11001是否完整输入。当完整输入时，该灯会亮。输入信号时的情况即将完成输入(1100)检查到目标信号，X1灯点亮。说明该电路正确可以实现既定目标。经下一个信号1001时候，X1灯点亮，说明该电路可循环使用。附录：JK触发器完整电路图专心-专注-专业法二：D触发器设计检测“11001”序列由7的卡诺图可得 仿真图符号代码转换