東南大學數(shù)字電路實驗報告(五).doc

東南大學電工電子實驗中心實 驗 報 告課程名稱： 數(shù)字邏輯電路實驗 第 五 次實驗實驗名稱： 時序邏輯電路設計 院 （系）： 電氣工程 專 業(yè)：電氣工程及自動化 姓 名： 學 號： 實 驗 室: 104 實驗時間：2013年12月13日 評定成績： 審閱教師： 一、 實驗目的1. 掌握時序邏輯電路的一般設計過程；2. 掌握時序邏輯電路的時延分析方法，了解時序電路對時鐘信號相關參數(shù)的基本要求；3. 掌握時序邏輯電路的基本調試方法；4. 熟練使用示波器和邏輯分析儀觀察波形圖，并會使用邏輯分析儀做狀態(tài)分析。二、 實驗原理1. 時序邏輯電路的特點（與組合電路的區(qū)別）：具有記憶功能，任一時刻的輸出信號不僅取決于當時的輸出信號，而且還取決于電路原來的值，或者說還與以前的輸入有關。2. 時序邏輯電路的基本單元觸發(fā)器（本實驗中只用到D觸發(fā)器）觸發(fā)器實現(xiàn)狀態(tài)機（流水燈中用到）3. 時序電路中的時鐘1) 同步和異步（一般都是同步，但實現(xiàn)一些任意模的計數(shù)器時要異步控制時鐘端）2) 時鐘產(chǎn)生電路（電容的充放電）：在內容3中的32768Hz的方波信號需要自己通過電路產(chǎn)生，就是用到此原理。4. 常用時序功能塊1) 計數(shù)器（74161）a) 任意進制的同步計數(shù)器：異步清零；同步置零；同步置數(shù)；級聯(lián)b) 序列發(fā)生器通過與組合邏輯電路配合實現(xiàn)（計數(shù)器不必考慮自啟動）2) 移位寄存器（74194）a) 計數(shù)器（一定注意能否自啟動）b) 序列發(fā)生器（還是要注意分析能否自啟動）三、 實驗內容1. 廣告流水燈a. 實驗要求用觸發(fā)器、組合函數(shù)器件和門電路設計一個廣告流水燈，該流水等由8個LED組成，工作時始終為1暗7亮，且這一個暗燈循環(huán)右移。 寫出設計過程，畫出設計的邏輯電路圖，按圖搭接電路。 將單脈沖加到系統(tǒng)時鐘端，靜態(tài)驗證實驗電路。 將TTL連續(xù)脈沖信號加到系統(tǒng)時鐘端，用示波器和邏輯分析儀觀察并記錄時鐘脈沖CLK、觸發(fā)器的輸出端Q2、Q1、Q0和8個LED上的波形。b 實驗數(shù)據(jù) 設計電路。1） 問題分析流水燈的1暗7亮對應8個狀態(tài)，故可采用3個觸發(fā)器實現(xiàn)；而且題目要求輸出8個信號控制8個燈的亮暗，故可以把3個觸發(fā)器的輸出加到3-8譯碼器的控制端，對應的8個譯碼器輸出端信號控制8個燈的亮暗。2） 狀態(tài)轉化圖如下：卡諾圖如下：Q1Q0Q2 0001111000010101000111101110000111電路圖如下：經(jīng)實驗論證，可實現(xiàn)功能。邏輯分析如下：2. 序列發(fā)生器實驗要求用觸發(fā)器設計一個具有自啟動功能的01011序列發(fā)生器。1) 寫出設計過程，畫出設計的邏輯電路圖。AnBnCnDnAn+1B n+1C n+1D n+10101101110110110011011011101101010100101用Multisim進行化簡處理，得：An+1=Bn；Bn+1=Cn；Cn+1=Dn Dn+1=An+Dn=（An+Dn）電路設計如下：波形圖如下： 0101 1 0 1 0 1 13. 智力競賽搶答器設計圖如下：經(jīng)實驗論證，可實現(xiàn)所有功能。邏輯圖如下表：S1S2S3CLed1Led2Led30000000XXX1000100010001000100010001-+