東南大學(xué)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告(五).doc

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東南大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 課程名稱： 數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn) 第 五 次實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)名稱： 時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì) 院 （系）： 電氣工程 專 業(yè)：電氣工程及自動(dòng)化 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 實(shí) 驗(yàn) 室: 104 實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2013年12月13日 評(píng)定成績(jī)： 審閱教師：  一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 掌握時(shí)序邏輯電路的一般設(shè)計(jì)過程； 2. 掌握時(shí)序邏輯電路的時(shí)延分析方法，了解時(shí)序電路對(duì)時(shí)鐘信號(hào)相關(guān)參數(shù)的基本要求； 3. 掌握時(shí)序邏輯電路的基本調(diào)試方法； 4. 熟練使用示波器和邏輯分析儀觀察波形圖，并會(huì)使用邏輯分析儀做狀態(tài)分析。 二、 實(shí)驗(yàn)原理 1. 時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)（與組合電路的區(qū)別）： ——具有記憶功能，任一時(shí)刻的輸出信號(hào)不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸出信號(hào)，而且還取決于電路原來的值，或者說還與以前的輸入有關(guān)。 2. 時(shí)序邏輯電路的基本單元——觸發(fā)器（本實(shí)驗(yàn)中只用到D觸發(fā)器） 觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)（流水燈中用到） 3. 時(shí)序電路中的時(shí)鐘 1) 同步和異步（一般都是同步，但實(shí)現(xiàn)一些任意模的計(jì)數(shù)器時(shí)要異步控制時(shí)鐘端） 2) 時(shí)鐘產(chǎn)生電路（電容的充放電）：在內(nèi)容3中的32768Hz的方波信號(hào)需要自己通過電路產(chǎn)生，就是用到此原理。 4. 常用時(shí)序功能塊 1) 計(jì)數(shù)器（74161） a) 任意進(jìn)制的同步計(jì)數(shù)器：異步清零；同步置零；同步置數(shù)；級(jí)聯(lián) b) 序列發(fā)生器 ——通過與組合邏輯電路配合實(shí)現(xiàn)（計(jì)數(shù)器不必考慮自啟動(dòng)） 2) 移位寄存器（74194） a) 計(jì)數(shù)器（一定注意能否自啟動(dòng)） b) 序列發(fā)生器（還是要注意分析能否自啟動(dòng)） 三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1. 廣告流水燈 a. 實(shí)驗(yàn)要求 用觸發(fā)器、組合函數(shù)器件和門電路設(shè)計(jì)一個(gè)廣告流水燈，該流水等由8個(gè)LED組成，工作時(shí)始終為1暗7亮，且這一個(gè)暗燈循環(huán)右移。 ① 寫出設(shè)計(jì)過程，畫出設(shè)計(jì)的邏輯電路圖，按圖搭接電路。 ② 將單脈沖加到系統(tǒng)時(shí)鐘端，靜態(tài)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)電路。 ③ 將TTL連續(xù)脈沖信號(hào)加到系統(tǒng)時(shí)鐘端，用示波器和邏輯分析儀觀察并記錄時(shí)鐘脈沖CLK、觸發(fā)器的輸出端Q2、Q1、Q0和8個(gè)LED上的波形。 b． 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ① 設(shè)計(jì)電路。 1） 問題分析 流水燈的1暗7亮對(duì)應(yīng)8個(gè)狀態(tài)，故可采用3個(gè)觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)；而且題目要求輸出8個(gè)信號(hào)控制8個(gè)燈的亮暗，故可以把3個(gè)觸發(fā)器的輸出加到3-8譯碼器的控制端，對(duì)應(yīng)的8個(gè)譯碼器輸出端信號(hào)控制8個(gè)燈的亮暗。 2） 狀態(tài)轉(zhuǎn)化圖如下： 卡諾圖如下： Q1Q0 Q2 00 01 11 10 0 001 010 100 011 1 101 110 000 111 電路圖如下： 經(jīng)實(shí)驗(yàn)論證，可實(shí)現(xiàn)功能。 邏輯分析如下： 2. 序列發(fā)生器 實(shí)驗(yàn)要求 用觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)具有自啟動(dòng)功能的01011序列發(fā)生器。 1) 寫出設(shè)計(jì)過程，畫出設(shè)計(jì)的邏輯電路圖。 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進(jìn)行化簡(jiǎn)處理，得： An+1=Bn；Bn+1=Cn；Cn+1=Dn Dn+1=An+Dn=（An+Dn） 電路設(shè)計(jì)如下： 波形圖如下： 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 3. 智力競(jìng)賽搶答器 設(shè)計(jì)圖如下： 經(jīng)實(shí)驗(yàn)論證，可實(shí)現(xiàn)所有功能。 邏輯圖如下表： S1 S2 S3 C Led1 Led2 Led3 0 0 0 0 0 0 0 X X X 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 -+ +++++++++++++++++++++