數(shù)電加法計數(shù)器課設 無效態(tài)000 001

1、目錄1.課程設計的目的與作用11.1設計目的及要求11.2設計作用12.設計任務13.三位二進制加法計數(shù)器(無效態(tài):000，001)13.1設計總體框圖和狀態(tài)圖13.2設計過程11.選擇觸發(fā)器12.求時鐘方程23.JK觸發(fā)器的特征方程24. 列卡諾圖25. 求狀態(tài)方程36.求驅動方程37.檢查能否自啟動38. 邏輯電路圖43.3仿真結果分析44.串行序列檢測器(檢測序列：0001)84.1設計總體框圖和狀態(tài)圖84.2設計過程91.選擇觸發(fā)器92.卡諾圖93. 輸出方程104.狀態(tài)方程105.驅動方程116.邏輯電路圖114.3仿真結果分析115.基于74163芯片仿真設計140進制加法器并顯示

2、計數(shù)過程145.1 74LS163引腳說明和狀態(tài)表145.2設計過程145.3仿真結果156.設計總結197. 參考文獻19I1.課程設計的目的與作用1.1設計目的及要求1.了解同步計數(shù)器工作原理和邏輯功能。2.了解和掌握同步時序電路的基本設計方法。3.了解序列檢測器的工作原理及設計方法了解同步計數(shù)器及加法器的工作原理。4.掌握計數(shù)器電路的分析，設計方法及應用，掌握各芯片進制的加法器的分析，設計方法及應用。1.2設計作用通過電路實驗箱及multisim仿真軟件的使用，可以使我們對計數(shù)器、串行檢測器以及74LS163有更深的理解，并且學會分析仿真結果，與理論結果作比較。2.設計任務1. 三位二進

3、制加法計數(shù)器（無效態(tài)：000,001）2. 串行序列檢測器（檢測序列0001）3. 基于74LS163芯片仿真設計140進制加法計數(shù)器3.三位二進制加法計數(shù)器(無效態(tài):000，001)3.1設計總體框圖和狀態(tài)圖1.設計的總體框圖 三位二進制同步 加法計數(shù)器 輸入脈沖cp輸出信號2.狀態(tài)圖010011100101110111/0/0/0/0/0/13.2設計過程1.選擇觸發(fā)器 選用3個時鐘下降沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器。2.求時鐘方程由于要構成同步計數(shù)器，顯然各個觸發(fā)器的時鐘信號都應使用輸入計數(shù)脈沖CP，即： =3.JK觸發(fā)器的特征方程=J·+4. 列卡諾圖 Q1nQ0n Q2n 00 0

4、1 11 10××××××100011101110010111 0 1 三位二進制加法計數(shù)器次態(tài)卡諾圖 Q1nQ0n××101101 Q2n 00 01 11 10 0 1 Q2n+1 的卡諾圖 Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10××010111 卡諾圖 Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10××011001 0 1卡諾圖5. 求狀態(tài)方程 = +· =·+· Q0n+1 =6.求驅動方程 = = = = = =7.檢查能否自啟動0

5、00 101001 100所以能自啟動8. 邏輯電路圖 三位二進制加法計數(shù)器（無效態(tài)：000,001)3.3仿真結果分析三位二進制加法器，無效狀態(tài)為000,001.電路的有效狀態(tài)為010,011,100,101,110,111.初始狀態(tài)為010，當達到111狀態(tài)時進位端進1，即輸出為1 ，其他輸出均為0，通過燈的亮滅顯示狀態(tài)轉換圖。（1） 010狀態(tài)（2） 011狀態(tài) （3）100狀態(tài)（4）101狀態(tài) （5）110狀態(tài) （6）111狀態(tài) 三位二進制（無效態(tài)：000,001）仿真圖4.串行序列檢測器(檢測序列：0001)4.1設計總體框圖和狀態(tài)圖1.設計的總體框圖串行數(shù)據(jù)檢測電路串行輸入數(shù)據(jù)X

6、串行輸出信號Y 2.狀態(tài)圖 原始狀態(tài)圖 0/0 0/0 1/0 1/0 1/0 1/0狀態(tài)轉換表 輸入現(xiàn)態(tài)次態(tài)輸出0S0S001S0S000S1S201S1S000S2S301S2S000S3S101S3S410S4S101S4S00由上表可以得出S0與S4等效，把S0和S4合并，且用S0表示得到最簡狀態(tài)圖 1/1 1/0 1/0 1/0 0/0因狀態(tài)數(shù)M=4，應取n=3進行狀態(tài)編碼，取S0=00，S1=01，S2=11，S3=10畫編碼后的狀態(tài)圖 1/1 1/0 1/0 1/0 0/0 4.2設計過程1.選擇觸發(fā)器選用兩個CP下降沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器采用同步方案，即取CP0=CP1=CP2

7、.卡諾圖 Q1nQ0n X 00 01 11 10 00000001 0 1Y的卡諾圖 Q1nQ0n X 00 01 11 100111100100000000 0 1次態(tài)的卡諾圖 01100000 Q1nQ0n X 00 01 11 10 0 1Q1的卡諾圖 Q1nQ0n 11010000 Q2n 00 01 11 10 0 1Q0的卡諾圖3. 輸出方程 由Y的卡諾圖可得: 4.狀態(tài)方程 5.驅動方程 6.邏輯電路圖串行序列檢測器（檢測序列0001)4.3仿真結果分析開始時應用SD和RD引腳置0,J1開關置1，然后輸入X信號,當連續(xù)輸入0001時輸出為1,即接輸出的燈亮,每一個狀態(tài)都有兩個輸

8、入信號1或0,有四個狀態(tài),00,01,11,10,分別代表Q1Q0,Y輸出僅有一個1,其它均為0.當一直輸入為0時,狀態(tài)裝換圖為00,01,11,10,01.如此循環(huán)下去.輸出結果通過小燈的亮滅顯示. 檢測0 檢測0 檢測0 檢測15.基于74163芯片仿真設計140進制加法器并顯示計數(shù)過程5.1 74LS163引腳說明和狀態(tài)表1. 74LS163引腳功能說明 CP是輸入計數(shù)脈沖，也就是加到各個觸發(fā)器的時鐘信號端的時鐘脈沖；是同步清零端；是同步置數(shù)控制端；和是兩個計數(shù)器工作狀態(tài)控制端；是并行輸入數(shù)據(jù)端；CO是進位信號輸出端；是計數(shù)器狀態(tài)輸出端。2.芯片74LS163狀態(tài)表輸 入輸 出CPCO0

9、×××××××00000010××1111××××計數(shù)保持保持 110××××××11×0×××××74LS163狀態(tài)表5.2設計過程 選用163芯片的二進制同步加法計數(shù)功能, 140進制應選用兩片芯片,清零端和置數(shù)端均可,本邏輯圖采用置數(shù)功能,低電平有效.兩片芯片采用級聯(lián)的方式，即上一級的進位端CO連到下個芯片的CT。二進制代碼：Sn-1=S14

10、0-1=S139=10001011 歸零邏輯：LD = Q7Q3Q1Q0 邏輯電路圖5.3仿真結果此為0 此為18 此為39 此為60 此為82 此為106 此為139該計數(shù)器為140進制加法計數(shù)器，從0開始計數(shù)，低四位為16時，向高四位進1，當高四位為8，低四位為11時，此時十進制數(shù)為139，因采用的是同步140計數(shù)器，故當達到139時，下個八位二進制數(shù)即為00000000，即達到置0的效果，也即從0到139，共140個數(shù)，所以實現(xiàn)了74LS163芯片的140進制加法器的功能。6.設計總結通過這次的課程設計，使我對加法器、觸發(fā)器以及163芯片有了更深刻的認識，尤其是對邏輯電路的原理的理解，各

11、元器件功能，這次的課程設計是自己動手設計，其中也遇到了很多困難，查了資料，也問了同學，解決了問題，同時也對一些理論知識有了更好地了解，剛開始作出了初步的原理圖，然后經(jīng)過反復的調(diào)試修改后，最終完成設計。經(jīng)過這次實驗，自己動手查資料，請教同學，讓我対數(shù)電的知識更加的了解。理論和實踐相結合會學到很多東西。7. 參考文獻【1】 數(shù)字電子技術基礎簡明教程 作者：余孟嘗 出版社：高等教育出版社【2】 數(shù)字邏輯實驗指導書 作者：張利萍，張群芳 出版社：信息學院數(shù)字邏輯實驗室【3】 數(shù)字電路原理、設計與實踐教程 作者:王革思 出版社：哈爾濱工程大學成 績 評 定 表學生姓名朱家玲班級學號1203010301專

12、 業(yè)自動化課程設計題目數(shù)字電子課程設計評語組長簽字：成績?nèi)掌?2014 年 7 月 11 日 課程設計任務書學 院信息科學與工程學院專 業(yè) 自動化學生姓名朱家玲班級學號 1203010301課程設計題目1、三位二進制加法計數(shù)器（無效態(tài)：000，001）2、串行序列檢測器（檢測序列：0001）3、基于74163芯片仿真設計140進制加法計數(shù)器并顯示計數(shù)過程內(nèi)容及要求：(1)通過理論分析計算得出構建電路所需的未知量；(2)在實驗箱上根據(jù)計算結果連接并調(diào)試電路(3)采用multism仿真軟件建立電路模型，給出仿真結果并分析第一周：數(shù)字電子設計第1天：1. 布置課程設計題目及任務。2. 查找文獻、資料，確立設計方案。第23天：1. 安裝multisim軟件，熟悉multisim軟件仿真環(huán)境。2. 在multisim環(huán)境下建