1011序列檢測器解析

1、綜合設(shè)計性實驗報告題 目:學生姓名:口號: 級:指導(dǎo)教師: 學 期：20102011第2學期1基本知識點實驗器件設(shè)計思路設(shè)計過程目錄2.（一）三位二進制減法計數(shù)器（無效狀態(tài) 000,001）引腳功能邏輯電路圖:實驗結(jié)果波形圖設(shè)計心得體會9.11121214基本知識點 1、掌握時序電路的設(shè)計方法和步驟 2、掌握觸發(fā)器的設(shè)計與應(yīng)用 3、掌握移位寄存器的原理與應(yīng)用熟悉集成電路的引腳排列;掌握芯片的邏輯功能及使用方法;了解序列產(chǎn)生及檢測器的組成及工作原理會在EWB軟件上進行仿真;實驗器件1、移位寄存器74LS194 1片2、負邊沿JK觸發(fā)器74LS112 1片四輸入與非門74LS20 1片4、六輸入非

2、門74LS05 1片電源一個 地線一個 與門，或門，非門若干個 時鐘脈沖一個1作原始狀態(tài)表。根據(jù)給定的電路設(shè)計條件構(gòu)成原始狀態(tài)表和狀態(tài)轉(zhuǎn)化圖2狀態(tài)表的簡化。原始狀態(tài)表通常不是最小化狀態(tài)表，它往往包括多余的狀態(tài)，因此必須首先對它進行簡化。3狀態(tài)分配。即對簡化后的狀態(tài)給以編碼。這就要根據(jù)狀態(tài)數(shù)確定觸發(fā)器的數(shù)量并對每個狀態(tài)指定一個二進制數(shù)構(gòu)成的編碼。4根據(jù)給定的電路設(shè)計條件選擇觸發(fā)器根據(jù)5作激勵函數(shù)和輸出函數(shù)。根據(jù)選用的觸發(fā)器激勵表和電路的狀態(tài)表，綜合出電路中各觸發(fā)器的激勵函數(shù)和電路的輸出函數(shù) 6畫邏輯圖，并檢查自啟動功能四設(shè)計過程（一） 101101001信號發(fā)生器的設(shè)計設(shè)計一個信號序列發(fā)生器，在

3、產(chǎn)生的信號序列中，含有101T信 號碼，要求 用一片移位寄存器，生成信號序列10110100,其中含 有1011碼，其設(shè)計按以下步驟進行:1本實驗所用儀器為移位寄存器 74LS194，確定移存器的位數(shù)n。因M=9，故n>4，用74LS194 的四位。2確定移存器的九個獨立狀態(tài)。將序列碼101101001按照每四位一組，劃分為九個狀態(tài)，其遷移關(guān)系如下所示：1011 01101 1101 1010 0100 1001 > 0011 0110 1101fI3作出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表及狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如下:CP的順序Q3Q2Q1QoD000000110001020010130101141011050110

4、161101071010080100191001010001014畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)化圖(70002)JT(00102Cjooi 2A5根據(jù)以上轉(zhuǎn)化圖，畫出卡諾圖oi QO Q3 Q2 '""X00011110000XA01Xu11X0XX10X0006利用以上卡諾圖將化簡，得到Do = / Q3 / Qo+ / Q3Q2 / Qi 7根據(jù)74LS194功能，將Do作為輸入，在Qo端即得到所要的ioiioiooi 序列.(二) 101101001序列信號檢測器的設(shè)計用負邊沿J-K觸發(fā)器74LS112設(shè)計一個101T序列檢測器。當輸 入的信號序列有101T時，輸出Z為1”，其

5、他序列Z輸出為0 設(shè)計過程:1由給定的邏輯功能建立原始狀態(tài)圖和原始狀態(tài)表從給定的邏輯功能可知，電路有一個輸入信號 Do和一個輸出信號乙電路功能是對輸入信號Do的編碼序列進行檢測，一旦檢測到信 號Do出現(xiàn)連續(xù)編碼1ioi序列時，輸出為1,檢測到其他編碼序列, 則輸出均為o.(1)、設(shè)計思路序列檢測器的基本工作過程:序列檢測器用于檢測一組或多組由二進制碼組成的脈沖序列信 號，在數(shù)字通信中有著廣泛的應(yīng)用。當序列檢測器連續(xù)收到一組串行二進制碼后，如果這組碼與檢測器中預(yù)先設(shè)置的碼相同，則輸出1,否則輸出o。由于這種檢測的關(guān)鍵在于正確碼的收到必須是連續(xù)的, 這就要求檢測器必須記住前一次的正確碼及正確序列，

6、直到在連續(xù)的檢測中所收到的每一位碼都與預(yù)置的對應(yīng)碼相同。在檢測過程中，任 何一位不相等都將回到初始狀態(tài)重新開始檢測。方框圖如下:不満足(2)分析:(i)輸入變量：Xf弋表輸入信號序列輸出變量：Z代表檢測結(jié)果，檢測到1011”序列，輸出為1 設(shè)置狀態(tài):;S0初始狀態(tài)，電路還未接收到一個有效的1 ；S1收到一個1后的狀態(tài)；S2連續(xù)收到10以后的狀態(tài)；S3連續(xù)收到101以后的狀態(tài);S4連續(xù)收到1011以后的狀態(tài)。(ii)電路的初始狀態(tài)為So。在此狀態(tài)下，電路輸出Z=0,這時可能的輸入有A=0和A=1兩種情況。當CP脈沖相應(yīng)邊沿到來時，若A=0, 則是收到0,應(yīng)保持在狀態(tài)S0不變，電路輸出Z=0;若A

7、=1，表示電 路收到一個1,則轉(zhuǎn)向狀態(tài)S1電路輸出Z=0。當狀態(tài)S1時，若A=0, 則表明連續(xù)輸入編碼為10,轉(zhuǎn)向狀態(tài)S2，電路輸出Z=0;若A=1,應(yīng) 保持在狀態(tài)S1不變，電路輸出Z=0。當狀態(tài)S2時，若A=0,則回到 初始狀態(tài)，重新開始檢測；若 A=1，則表明連續(xù)輸入編碼為101，轉(zhuǎn)向狀態(tài)S3，電路輸出Z=0當狀態(tài)S3時，若A=0,則表明連續(xù)輸入編碼為10,轉(zhuǎn)向狀態(tài)S2，若A=1,則表明連續(xù)輸入編碼為1011,轉(zhuǎn)向狀態(tài)S4,輸出Z=1。當狀態(tài)S4時，若A=0,則表明連續(xù)輸入編碼為10,轉(zhuǎn)向狀態(tài)S2，若A=1，則表明輸入編碼為1,轉(zhuǎn)向狀態(tài)S1。(3)根據(jù)上述分析，列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表0

8、1SoS。/ 0S1 / 0S1S2 / 0S1 / 0S2So / 0S3 / 0S3S2 / 0S4 / 1S4S2 / 0S1 / 0由轉(zhuǎn)換表可知，S1和S4是等效狀態(tài)，進行狀態(tài)化簡,2狀態(tài)分配：分別用觸發(fā)器狀態(tài)的 Q2Q1的00、01、10、11來表示SO、S1、S2、S3,則從狀態(tài)轉(zhuǎn)換表畫出電路次態(tài)和輸出的卡諾圖XQ2Q101So（00）00 / 001 / 0S1（01）10 / 001 / 0S3（11）10 / 001 /1S2（10）00 / 011 / 0電路次態(tài)/輸出的卡諾圖Q1( n+1)Q2QSoSiS3S2100011110X00000111Q2( n+1)Q2QS

9、0S1S3S2100011110X00d01000CDZQ2Q1S0S1S3S2X0001111000000100CD0Q1( n+1)= X,Q2(n+1)= Qi/X + X Q 2/ QiZ= X Q2 Qi 由上式得驅(qū)動方程:Ji=X, K 1=/XJ2= Qi / X, K2= X / Qi+ Q 1 / X輸出方程:Z= X Q2 Qi 狀態(tài)圖:0/0OSIso*(|)1/0狀態(tài)圖（已化簡）五引腳功能 1 JK觸發(fā)器C 5aJLIL1J11m UVcc TRd 廝麺 2K 2J 虧D 2Qc>< 1-IKJ74LS112Cl R3eICP IK IJ 1' IQ

10、 IQGHD百*瓦輸入4輸岀4石甲J KQH+IQM+l01dd 1101Oddi010Oddi4>申111 0 0Qk111 1 010111 0 101111I IQ"Q"1I丨d dG，Q"i表不任意伏懇由咼t CZ+i 3次態(tài)電平跳妾到低電平4>不定態(tài)詛Q( Q")現(xiàn)態(tài)274LS19416VccQoQiQaQiCPEi7<151WCR 氐 Dg D丄 6 D羊 SV'SS其中：>i -D| j- fj 11 jSS：S,. S.-攤件模式擰制端;%-右移申苻輸入嫻tCR 一一為門馥無*怦淸咨端;Sj. 一花序串帝稲

11、入端;注194桂代拎別疑狀態(tài)諭出農(nóng)CPXCRSiSp功展QsQjQiQoQXXtSRr亡尺7£ 時* QjQjQiQb-OQnnIE節(jié)JLfW比 頁藐ft11QTQayiQo=DilM>il3此時幀游據(jù)SlI袂繪止tt00石®空 QaQiQoT)紐磬 Cb Qitt10s&QjQiQiQo'QiQiQ)15LfIDfM馬QjQsQiQo-QfQTQWiL冥X保藥QjQjQiQfl-Q/W3 產(chǎn)対六邏輯電路圖:J- r W J CR K K JEnn 心詢 dd££aE£ 勺 CUE -ZUICLKU10 誼&GMS

12、1AVCC1££hC£CICNCW£BIV£AGND£r742D一盤盤士 W議胡凸諮折砂fr l舊 C5ABCD5Ga7-1194丄亠芟亠 /!七實驗結(jié)果波形圖-'1®ooooooooooooo八設(shè)計心得體會本次課程設(shè)計至此已經(jīng)接近尾聲，兩周的時間雖然很短暫，但在這兩個星期 的設(shè)計過程中收獲頗豐。設(shè)計的核心內(nèi)容就是 EWB環(huán)境中，利用移位寄存器和 雙JK觸發(fā)器，設(shè)計101101001數(shù)據(jù)發(fā)生器和1011數(shù)據(jù)檢測器，整個設(shè)計過程中, 首先，我更加熟練掌握了 EWB軟件的使用方法，以及熟練了畫狀態(tài)轉(zhuǎn)化圖和卡 諾圖；其次，對數(shù)字電路這門課程有了更深的了解， 因為課程設(shè)計本身要求將以 前所學的理論知識運用到實際的電路設(shè)計當中去， 在實驗的設(shè)計過程中，無形中 便加深了對數(shù)字電路的了解及運用能力， 對課本以及以前學過的知識有了一個更 好的總結(jié)與理解；再次，在狀態(tài)轉(zhuǎn)化及 EWB連線的過程中總會出現(xiàn)一些問題, 需要我們細心解決，在設(shè)計過程中我們需要運用各種手段去查找資料， 這增長了 我們的自學的能力