六進(jìn)制加法器(約束相為000110)

課程設(shè)計(jì)的目的與作用（1）了解同步計(jì)數(shù)器及序列信號(hào)發(fā)生器工作原理；（2）掌握計(jì)數(shù)器電路的分析，設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用；（3）掌握序列信號(hào)發(fā)生器的分析，設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用2設(shè)計(jì)任務(wù)2.1加法計(jì)數(shù)器（1）設(shè)計(jì)一個(gè)循環(huán)型3位2進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，其中無(wú)效狀態(tài)為（000，110），組合電路選用與門(mén)和與非門(mén)等。（2）根據(jù)自己的設(shè)計(jì)接線。（3）檢查無(wú)誤后，測(cè)試其功能。2.2組合電路（1）設(shè)計(jì)一個(gè)組合電路，選用一片74LS153芯片設(shè)計(jì)電路。（2）根據(jù)自己的設(shè)計(jì)接線。（3）檢查無(wú)誤后，測(cè)試其功能。2.310或12進(jìn)制的可控計(jì)數(shù)器（1）設(shè)計(jì)一個(gè)10或12進(jìn)制的可控計(jì)數(shù)器，選用兩片74L163芯片設(shè)計(jì)電路。（2）根據(jù)自己的設(shè)計(jì)接線。（3）檢查無(wú)誤后，測(cè)試其功能。3設(shè)計(jì)原理3.1加法計(jì)數(shù)器1.計(jì)數(shù)器是用來(lái)統(tǒng)計(jì)輸入脈沖個(gè)數(shù)電路，是組成數(shù)字電路和計(jì)算機(jī)電路的基本時(shí)序邏輯部件。計(jì)數(shù)器按長(zhǎng)度可分為：二進(jìn)制，十進(jìn)制和任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器不僅有加法計(jì)數(shù)器，也有減法計(jì)數(shù)器。如果一個(gè)計(jì)數(shù)器既能完成累加技術(shù)功能，也能完成遞減功能，則稱其為可逆計(jì)數(shù)器。在同步計(jì)數(shù)器中，個(gè)觸發(fā)器共用同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)。2.時(shí)序電路的分析過(guò)程：根據(jù)給定的時(shí)序電路，寫(xiě)出各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程，輸出方程，根據(jù)驅(qū)動(dòng)方程帶入觸發(fā)器特征方程，得到每個(gè)觸發(fā)器的次態(tài)方程；再根據(jù)給定初態(tài)，一次迭代得到特征轉(zhuǎn)換表，分析特征轉(zhuǎn)換表畫(huà)出狀態(tài)圖。3.CP是輸入計(jì)數(shù)脈沖，所謂計(jì)數(shù)，就是記CP脈沖個(gè)數(shù)，每來(lái)一個(gè)CP脈沖，計(jì)數(shù)器就加一個(gè)1，隨著輸入計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)的增加，計(jì)數(shù)器中的數(shù)值也增大，當(dāng)計(jì)數(shù)器記滿時(shí)再來(lái)CP脈沖，計(jì)數(shù)器歸零的同時(shí)給高位進(jìn)位，即要給高位進(jìn)位信號(hào)。3.2組合電路1.74LS153是雙4選一芯片，有8個(gè)輸入端：1C01C11C21C32C02C12C32C4和2個(gè)輸出端Y1Y2.2個(gè)使能輸入端口分是STB,STA,只有當(dāng)STB=STC=0，數(shù)據(jù)選擇器才能正常工作，否則處于禁止?fàn)顟B(tài)。3.3用集成芯片設(shè)計(jì)一個(gè)10或12進(jìn)制的可控計(jì)數(shù)器選取兩片74LS163芯片設(shè)計(jì)10或12進(jìn)制可控計(jì)數(shù)器。74LS163具有以下功能：A異步清零功能當(dāng)時(shí)，計(jì)數(shù)器清零。在時(shí)，其他輸入信號(hào)都不起作用，由時(shí)鐘觸發(fā)器的邏輯特性知道，其異步輸入端信號(hào)是優(yōu)先的，正是通過(guò)復(fù)位計(jì)數(shù)器也即使異步清零的。B同步并行置數(shù)功能當(dāng)、時(shí)，在CP上升沿操作下，并行輸入數(shù)據(jù)進(jìn)入計(jì)數(shù)器，使。C二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)功能當(dāng)時(shí)，若,則計(jì)數(shù)器對(duì)CP信號(hào)按照8421編碼進(jìn)行加法計(jì)數(shù)。D保持功能當(dāng)時(shí)，若,則計(jì)數(shù)器將保持原來(lái)狀態(tài)不變。對(duì)于進(jìn)位信號(hào)有兩種情況，如果,那么;若是,則。4實(shí)驗(yàn)步驟4.1加法計(jì)數(shù)器根據(jù)要求有其狀態(tài)圖如下圖所示。001 010 011 100 101 111圖1狀態(tài)圖2.選擇觸發(fā)器，求時(shí)鐘方程、輸出方程、狀態(tài)方程A選擇觸發(fā)器由于觸發(fā)器功能齊全、使用靈活，在這里選用3個(gè)CP下降沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器。B求時(shí)鐘方程采用同步方案，故取CP0=CP1=CP2=CP（1.1）CP是整個(gè)要設(shè)計(jì)的時(shí)序電路的輸入時(shí)鐘脈沖。C求輸出方程確定約束項(xiàng)由所給題目有無(wú)效狀態(tài)為000,110其對(duì)應(yīng)的最小項(xiàng)為和是約束項(xiàng)。Q1n Q1nQ0n00011110xxx010100011110111001xxx0Q2n01圖.2輸出卡諾圖Q1nQ0n0x001011110xQ2n圖3Q2n次態(tài)卡諾圖Q1nQ1n+1的卡諾圖Q1n+1的卡諾圖Q1nQ0n0x010110110xQ2n0x000111111xQ1nQ0nQ2n圖5次態(tài)卡諾圖顯然，由圖所示各觸發(fā)器的卡諾圖便可很容易的得到（1）選擇觸發(fā)器：由于JK觸發(fā)器功能齊全、使用靈活，故選用3個(gè)下降沿JK觸發(fā)器。（2）求時(shí)鐘方程：CP0=CP1=CP2=CP（3）狀態(tài)方程：Q2n+1=Q1nQ0n+Q2nQUOTE=QUOTEQ0n+Q1nQUOTE=Q2n+（4）驅(qū)動(dòng)方程：QUOTE=QUOTEQ1nQ0nQUOTE=Q0nQUOTE=1QUOTE=Q1nQUOTEQUOTE=Q0nQUOTEQUOTE=4.仿真電路圖圖6仿真圖圖7100仿真圖圖8101仿真圖圖9111仿真圖5.檢查電路能否自啟動(dòng)將無(wú)效狀態(tài)000、110式代入式中進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的時(shí)序電路能夠自啟動(dòng)。4.2組合電路題目為Y=解答得可設(shè)計(jì)電路為圖1074ls153組合電路4.3用集成芯片設(shè)計(jì)一個(gè)10或12進(jìn)制的可控加法器1.74LS163的引腳功能CP是輸入計(jì)數(shù)脈沖，也就是加到各個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)端的時(shí)鐘脈沖；是清零端；是置數(shù)控制端；和是兩個(gè)計(jì)數(shù)器工作狀態(tài)控制端；~是并行輸入數(shù)據(jù)端；CO是進(jìn)位信號(hào)輸出端；~是計(jì)數(shù)器狀態(tài)輸出端。圖1174LS163狀態(tài)表選用芯片的二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)功能，10或12進(jìn)制是一片74LS163應(yīng)用，用一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)所以仿真圖如下圖1210或12進(jìn)制可控計(jì)數(shù)器仿真圖5仿真結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可通過(guò)數(shù)字顯示器的數(shù)字變化觀察計(jì)數(shù)器的工作情況，容易驗(yàn)證電路是否正確。三位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，顯示器的數(shù)字會(huì)按順序循環(huán)變化，證明001110為不存在的約束項(xiàng)，電路連接正確。2.組合電路，在這個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)控制C的變化，輸出相應(yīng)的值，證明設(shè)計(jì)合理且電路連接正確。3.集成芯片設(shè)計(jì)出的10或12進(jìn)制可控計(jì)數(shù)器，通過(guò)開(kāi)關(guān)控制選用10或12進(jìn)制計(jì)數(shù)器證明設(shè)計(jì)合理，電路連接正確。6設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐我們能更好的了解相關(guān)數(shù)字元件的功能，并會(huì)設(shè)計(jì)相關(guān)電路。在設(shè)計(jì)過(guò)程中要有探索精神，遇到問(wèn)題要勤于嘗試敢于發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并改正錯(cuò)誤。同時(shí)要注重和同學(xué)的交流合作達(dá)到相互進(jìn)步，共同成長(zhǎng)的目的。通過(guò)做這個(gè)課程設(shè)計(jì)我學(xué)會(huì)了把平時(shí)學(xué)習(xí)的理論知識(shí)和實(shí)際操作很好的聯(lián)系起來(lái)，增強(qiáng)了自