數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)(3)(05-10-9)資料

1、第三次實(shí)驗(yàn)要求第三次實(shí)驗(yàn)要求任務(wù)：任務(wù)：1.1.三人搶答器電路設(shè)計(jì)三人搶答器電路設(shè)計(jì) 器件選用器件選用74LS7474LS74（D D觸發(fā)器）和少量門(mén)觸發(fā)器）和少量門(mén)2.“111 1000 1001 1010”2.“111 1000 1001 1010”序序 列信號(hào)發(fā)生器電路設(shè)計(jì)列信號(hào)發(fā)生器電路設(shè)計(jì)1.1.三人搶答器電路設(shè)計(jì)三人搶答器電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)：實(shí)驗(yàn)任務(wù)：設(shè)置設(shè)置1 1個(gè)主持人按鍵，個(gè)主持人按鍵，3 3個(gè)搶答人按鍵。個(gè)搶答人按鍵。 主持人按鍵能清除以前的搶答結(jié)果。主持人按鍵能清除以前的搶答結(jié)果。 一人搶答成功后，其他人再搶無(wú)效。一人搶答成功后，其他人再搶無(wú)效。設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

2、3 3種搶答器電路，分別敘述搶答的工作種搶答器電路，分別敘述搶答的工作 原理，繪制電路圖，比較各種電路的特性。原理，繪制電路圖，比較各種電路的特性。注：原理敘述時(shí)要注明主持人按鍵和搶答人按鍵的邏輯值，即注：原理敘述時(shí)要注明主持人按鍵和搶答人按鍵的邏輯值，即 主持人按鍵在清主持人按鍵在清0 0和不清和不清0 0時(shí)，分別處在什么電平位置；時(shí)，分別處在什么電平位置； 搶答人按鍵平時(shí)處在什么電平位置，搶答時(shí)處在什么電搶答人按鍵平時(shí)處在什么電平位置，搶答時(shí)處在什么電 平位置。平位置。三人搶答器參考電路三人搶答器參考電路1 1三人搶答器參考電路三人搶答器參考電路2 2三人搶答器參考電路三人搶答器參考電路3

3、 3三人搶答器參考電路三人搶答器參考電路4 4原理原理: 搶答者合上搶答開(kāi)關(guān)（搶答者合上搶答開(kāi)關(guān)（1），），同時(shí)同時(shí)產(chǎn)生數(shù)據(jù)產(chǎn)生數(shù)據(jù)D和和CP脈脈 沖。同時(shí)封鎖其他搶答人的沖。同時(shí)封鎖其他搶答人的CP脈沖。脈沖。設(shè)計(jì)缺點(diǎn)：第一個(gè)搶答人合上開(kāi)關(guān)后，不能拉下來(lái)，否則其他設(shè)計(jì)缺點(diǎn)：第一個(gè)搶答人合上開(kāi)關(guān)后，不能拉下來(lái)，否則其他 人能再次搶答。人能再次搶答。主持人開(kāi)關(guān)主持人開(kāi)關(guān)三人搶答器參考電路三人搶答器參考電路5 5原理原理: 搶答者合上搶答開(kāi)關(guān)（搶答者合上搶答開(kāi)關(guān)（1），產(chǎn)生），產(chǎn)生CP脈沖。搶答成功后脈沖。搶答成功后 Q0封鎖其他搶答人的封鎖其他搶答人的CP脈沖。脈沖。2.“111 1000 10

4、01 1010”2.“111 1000 1001 1010”序列信號(hào)發(fā)生器電路設(shè)序列信號(hào)發(fā)生器電路設(shè)計(jì)計(jì)要求：要求：有完整的設(shè)計(jì)過(guò)程（列移位狀態(tài)表、有完整的設(shè)計(jì)過(guò)程（列移位狀態(tài)表、 求求D0D0、畫(huà)電路）；、畫(huà)電路）； 具有自啟動(dòng)能力。具有自啟動(dòng)能力。 4 1 0 0 0 1 04 1 0 0 0 1 05 0 0 0 1 0 05 0 0 0 1 0 06 0 0 1 0 0 16 0 0 1 0 0 17 0 1 0 0 1 17 0 1 0 0 1 115 0 1 1 1 1 015 0 1 1 1 1 08 1 0 0 1 1 08 1 0 0 1 1 09 0 0 1 1 0 19

5、0 0 1 1 0 110 0 1 1 0 1 010 0 1 1 0 1 011 1 1 0 1 0 111 1 1 0 1 0 112 1 0 1 0 1 112 1 0 1 0 1 113 0 1 0 1 1 113 0 1 0 1 1 114 1 0 1 1 1 114 1 0 1 1 1 1列移位狀態(tài)表列移位狀態(tài)表確定確定D D0 0的取值的取值230QQD序列信號(hào)：序列信號(hào)：111 1000 1001 1010111 1000 1001 1010態(tài)序態(tài)序序列序列Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0D D0 00 1 1 1 1 00 1 1 1 1 01 1 1 1 1

6、 0 01 1 1 1 1 0 02 1 1 1 0 0 02 1 1 1 0 0 03 1 1 0 0 0 13 1 1 0 0 0 1111110111111010010110100Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0D0在在00000000狀態(tài)能自啟動(dòng)時(shí)，狀態(tài)能自啟動(dòng)時(shí)，DoDo表達(dá)式為：表達(dá)式為：0123230QQQQQQD 4 1 0 0 0 1 04 1 0 0 0 1 05 0 0 0 1 0 05 0 0 0 1 0 06 0 0 1 0 0 16 0 0 1 0 0 17 0 1 0 0 1 17 0 1 0 0 1 115 0 1 1 1 1 015 0 1 1

7、 1 1 08 1 0 0 1 1 08 1 0 0 1 1 09 0 0 1 1 0 19 0 0 1 1 0 110 0 1 1 0 1 010 0 1 1 0 1 011 1 1 0 1 0 111 1 1 0 1 0 112 1 0 1 0 1 112 1 0 1 0 1 113 0 1 0 1 1 113 0 1 0 1 1 114 1 0 1 1 1 114 1 0 1 1 1 1列移位狀態(tài)表列移位狀態(tài)表確定確定D D0 0的取值的取值230QQD序列信號(hào)：序列信號(hào)：111 1000 1001 1010111 1000 1001 1010態(tài)序態(tài)序序列序列Q Q3 3Q Q2 2Q

8、Q1 1Q Q0 0D D0 00 1 1 1 1 00 1 1 1 1 01 1 1 1 1 0 01 1 1 1 1 0 02 1 1 1 0 0 02 1 1 1 0 0 03 1 1 0 0 0 13 1 1 0 0 0 1111110111111010010110100Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0D0在在00000000狀態(tài)能自啟動(dòng)時(shí)，狀態(tài)能自啟動(dòng)時(shí)，DoDo表達(dá)式為：表達(dá)式為：0123230QQQQQQD 1013230 QQQQQD 化簡(jiǎn)：化簡(jiǎn)：0 0 0 01求自啟動(dòng)求自啟動(dòng): :參考電路參考電路1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1

9、 0123230QQQQQQD 第四次實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求第四次實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求任務(wù)：移位寄存器及應(yīng)用任務(wù)：移位寄存器及應(yīng)用 設(shè)計(jì)雙向八位彩燈控制電路設(shè)計(jì)雙向八位彩燈控制電路 4 4位串行加法電路設(shè)計(jì)位串行加法電路設(shè)計(jì)選用器件選用器件:74LS194:74LS194（雙向移位寄存器）（雙向移位寄存器） 74LS7474LS74（D D觸發(fā)器）和少量門(mén)觸發(fā)器）和少量門(mén)（1）74LS194：輸入輸入Cr 清零清零 CP時(shí)鐘時(shí)鐘01 S S制制控控 串行輸入串行輸入并行輸入并行輸入號(hào)號(hào)序序輸出輸出RL D D 右移右移左移左移 3210DDDD 3210QQQQ說(shuō)明說(shuō)明功能功能1 12 23 34 45 56

10、67 78 80 01 11 11 11 11 11 11 11 1 1 11 11 01 01 01 00 10 10 10 10 00 0 1 1 0 0 1 1 0 0 D0D0 D1D1 D2D2 D3D30 0 0 00 0 0 0Q Q0 00 0 Q Q1 10 0 Q Q2 20 0 Q Q3 30 0D0D0 D1D1 D2D2 D3D3Q Q1 1n n Q Q2 2n n Q Q3 3n n 1 1Q Q1 1n n Q Q2 2n n Q Q3 3n n 0 01 1 Q Q0 0n n Q Q1 1n n Q Q2 2n n0 0 Q Q0 0n n Q Q1 1n

11、n Q Q2 2n nQ Q0 00 0 Q Q1 10 0 Q Q2 20 0 Q Q3 30 0除除清清 持持保保 并行置數(shù)并行置數(shù)串入左移串入左移串入左移串入左移串入右移串入右移串入右移串入右移持持保保 左移左移, ,右移右移, ,并入并入, ,保持保持4 4種功能，種功能，雙變量控制雙變量控制S S1 1、S S0 0。( (功能表功能表P146)P146)功能：功能： 雙向八位彩燈控制電路設(shè)計(jì)雙向八位彩燈控制電路設(shè)計(jì)174LS194D DLD DRS1 S0S1 S074LS194D DLD DRS1 S0S1 S01D DD D& &CPCPFF1FF2（2）彩燈控制電路）彩燈控制

12、電路 由由2片片74LS194、2個(gè)個(gè)D觸發(fā)器和觸發(fā)器和1個(gè)與門(mén)組成。個(gè)與門(mén)組成。Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3174LS194D DLD DRS1 S0S1 S01CPCP1. 兩片74LS194級(jí)聯(lián)成8位移位寄存器。Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q374LS194D DLD DRS1 S0S1 S0Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3174LS194D DLD DRS1 S0S1 S074LS194D DLD DRS1 S0S1 S01CPCP2. 彩燈移位非左即右，即S1S001或S1S010，由D觸發(fā)器構(gòu)成的T

13、觸發(fā)器控制（FF2）。D DFF2Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3174LS194D DLD DR RS1 S0S1 S074LS194D DLD DR RS1 S0S1 S01D DCPCP3. 設(shè)S1S010（194的Q3從DL接收數(shù)據(jù)，從Q0移出數(shù)據(jù)），在CP作用下彩燈依次點(diǎn)亮。10FF2Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3174LS194D DLD DRS1 S0S1 S074LS194D DLD DR RS1 S0S1 S01D DD D& &CPCP4. 在8個(gè)CP過(guò)后，彩燈

14、全亮，反饋信號(hào)送至D觸發(fā)器（FF1）。1FF1FF210Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3174LS194D DLD DRS1 S0S1 S074LS194D DLD DRS1 S0S1 S01D DD D& &CPCP4. 第9個(gè)CP，使FF1置1，其/Q0，將74LS194清0，彩燈全滅； 熄滅后反饋信號(hào)由1 0。10FF2FF10101Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3174LS194D DLD DRS1 S0S1 S074LS194D DLD DRS1 S0S1 S01D DD

15、D& &CPCP5. 同時(shí)，F(xiàn)F1的Q端由01，產(chǎn)生FF2的CP信號(hào)，使FF2翻轉(zhuǎn)，S1S001。01 00 1FF2FF110Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3174LS194D DLD DRS1 S0S1 S074LS194D DLD DRS1 S0S1 S01D DD D& &CPCP6. 第10個(gè)CP，使FF1重新置0，Q端由10 ，/Q端由01，解除對(duì)74LS194的清0，使74LS194可以進(jìn)行反向移位。001FF2FF11 00 1Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3174L

16、S194D DLD DRS1 S0S1 S074LS194D DLD DRS1 S0S1 S01D DD D& &CPCP7. 第11個(gè)CP開(kāi)始，彩燈反向逐個(gè)點(diǎn)亮。 由此電路實(shí)現(xiàn)彩燈逐個(gè)點(diǎn)亮全亮后熄滅再反向逐個(gè)點(diǎn)亮全亮后熄滅的循環(huán)控制。001FF2FF101Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3 雙向八位彩燈控制電路設(shè)計(jì)（雙向八位彩燈控制電路設(shè)計(jì)（EWB）波形波形1118 9 101918實(shí)驗(yàn)報(bào)告回答問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)報(bào)告回答問(wèn)題：1.畫(huà)輸出波形（需包含畫(huà)輸出波形（需包含19個(gè)個(gè)CP）。）。2.如如cp1 1到來(lái)使第一個(gè)燈亮，并說(shuō)明到來(lái)使第一個(gè)燈亮，并

17、說(shuō)明CP8 8、CP9 9、CP1010、CP1111 時(shí)電路的工作狀態(tài)。時(shí)電路的工作狀態(tài)。預(yù)習(xí)報(bào)告要求：預(yù)習(xí)報(bào)告要求：1.設(shè)計(jì)電路。設(shè)計(jì)電路。2.簡(jiǎn)述工作原理。簡(jiǎn)述工作原理。 4 4位串行加法電路設(shè)計(jì)位串行加法電路設(shè)計(jì)需解決的問(wèn)題：需解決的問(wèn)題：1.1.進(jìn)行一位全加進(jìn)行一位全加 用一位全加器；用一位全加器；2.2.被加數(shù)、加數(shù)的移位輸出被加數(shù)、加數(shù)的移位輸出 移位寄存器移位寄存器( (并入串出并入串出) )；3.3.一位全加和的保存一位全加和的保存 移位寄存器移位寄存器( (串入并出串入并出) )；4.4.低位進(jìn)位的保存并參與高位的相加低位進(jìn)位的保存并參與高位的相加 觸發(fā)器。觸發(fā)器。串行加法

18、串行加法: :即利用一位全加器進(jìn)行多位二進(jìn)制數(shù)相加。即利用一位全加器進(jìn)行多位二進(jìn)制數(shù)相加。一一位位全全加加器器加加 數(shù)數(shù)被加數(shù)被加數(shù)01100111本位和本位和進(jìn)位進(jìn)位低位進(jìn)位低位進(jìn)位 4 4位串行加法電路設(shè)計(jì)位串行加法電路設(shè)計(jì)194(1):194(1):被加數(shù)，低位串出。被加數(shù)，低位串出。194(2):194(2):加數(shù)，低位串出。加數(shù)，低位串出。194(3):194(3):最終和，高位串入。最終和，高位串入。:1:1位全加器，進(jìn)行位全加器，進(jìn)行1 1位加法。位加法。D:D:寄存本位進(jìn)位，使之參與高寄存本位進(jìn)位，使之參與高 位相加。位相加。N控制S1，N1S1S011置數(shù) N0S1S001右

19、移M控制脈沖：上升沿194、d觸發(fā)器工作被加數(shù)和被加數(shù)和加數(shù)設(shè)置加數(shù)設(shè)置如執(zhí)行：如執(zhí)行：67第第1 1拍：拍：194194置數(shù)，置數(shù)，01100110，01110111，00000000 全加器：全加器：0 01 10 0 本位和本位和1 1 本位進(jìn)位本位進(jìn)位0 0置數(shù)置數(shù)N控制S1，N1S1S011置數(shù) N0S1S001右移M控制脈沖：上升沿194、d觸發(fā)器工作第第2 2拍：拍：194194右移，右移，00110011，00110011，10001000 全加器：全加器：1 11 10 0 本位和本位和0 0 本位進(jìn)位本位進(jìn)位1 101100110011101111 00001 0000右移

20、右移N控制S1，N1S1S011置數(shù) N0S1S001右移M控制脈沖：上升沿194、d觸發(fā)器工作第第3 3拍：拍：194194右移，右移，00010001，00010001，01000100 全加器：全加器：1 11 11 1 本位和本位和1 1 本位進(jìn)位本位進(jìn)位1 100110011001100110 10000 1000低位進(jìn)位經(jīng)低位進(jìn)位經(jīng)D D鎖鎖存參與相加。存參與相加。N控制S1，N1S1S011置數(shù) N0S1S001右移M控制脈沖：上升沿194、d觸發(fā)器工作第第4 4拍：拍：194194右移，右移，00000000，00000000，10101010 全加器：全加器：0 00 01

21、1 本位和本位和1 1 本位進(jìn)位本位進(jìn)位0 000010001000100011 01001 0100低位進(jìn)位經(jīng)低位進(jìn)位經(jīng)D D鎖存鎖存參與相加。參與相加。N控制S1，N1S1S011置數(shù) N0S1S001右移M控制脈沖：上升沿194、d觸發(fā)器工作第第5 5拍：拍：194194右移，右移，00000000，00000000，11011101 全加器：全加器：0 00 00 0 本位和本位和0 0 本位進(jìn)位本位進(jìn)位0 000000000000000001 10101 10105 5拍后完成運(yùn)算。拍后完成運(yùn)算。N控制S1，N1S1S011置數(shù) N0S1S001右移M控制脈沖：上升沿194、d觸發(fā)器

22、工作有關(guān)向高位的進(jìn)位有關(guān)向高位的進(jìn)位：如進(jìn)行如進(jìn)行13136 6運(yùn)算：運(yùn)算：11011101011001101 00111 0011第第5 5拍之后：最終和：拍之后：最終和：0011 0011 在在194(3)194(3)中；中； 向高位的進(jìn)位可從向高位的進(jìn)位可從D的的Q端（或端（或194(3)194(3) 的的SR端）取得。端）取得。向高位的進(jìn)位向高位的進(jìn)位N控制S1，N1S1S011置數(shù) N0S1S001右移M控制脈沖：上升沿194、d觸發(fā)器工作可以用開(kāi)關(guān)進(jìn)行被加數(shù)和加數(shù)的設(shè)置。可以用開(kāi)關(guān)進(jìn)行被加數(shù)和加數(shù)的設(shè)置。被加數(shù)ASDF，加數(shù)ZXCVN控制S1，N1S1S011置數(shù) N0S1S001

23、右移M控制脈沖：上升沿194、d觸發(fā)器工作預(yù)習(xí)要求：預(yù)習(xí)要求： 設(shè)計(jì)電路，敘述工作原理，設(shè)計(jì)電路，敘述工作原理， 舉例說(shuō)明每個(gè)舉例說(shuō)明每個(gè)CPCP電路的工作狀態(tài)。電路的工作狀態(tài)。 能否改進(jìn)電路，使之能否改進(jìn)電路，使之4 4拍之后就完成運(yùn)算。拍之后就完成運(yùn)算。1.1. 2 2片片74LS19474LS194級(jí)聯(lián)成級(jí)聯(lián)成8 8位左移或右移電路位左移或右移電路,SR,SR2 2=Q=QD1D1,SL,SL1 1=Q=QA2A2。2. 2. 為使燈點(diǎn)亮，總的移入數(shù)據(jù)：為使燈點(diǎn)亮，總的移入數(shù)據(jù)： SRSR1 1=SL=SL2 2=1=1。(1)(1)(2)(2)FF1FF1FF2FF2CP1CP1CPCPD2D2參考電路參考電路 雙向八位彩燈控制電路設(shè)計(jì)雙向八位彩燈控制電路設(shè)計(jì)參考電路參考電路3. FF3. FF1 1的輸出控制的輸出控制74LS19474LS194的移位方向，的移位方向，F(xiàn)FFF1 1構(gòu)成了構(gòu)成了TT觸發(fā)觸發(fā)器，當(dāng)有器，當(dāng)有CPCP1 1時(shí)時(shí)FFFF1 1翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)使使74LS19474LS194換向移位。換向移位。(1)(1)(2)(2)FF1FF1FF2FF2CP1CP1CPCPD D2 2參考電路參考電路(1)(1)(2)(2)FF1FF1FF2FF2CP1CP1CPCPD2D24.4.當(dāng)當(dāng)8