數(shù)電數(shù)字實(shí)驗(yàn)課件2010秋 - 副本 (2)

1、青島大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)多媒體講義實(shí)驗(yàn)安排實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 組合邏輯電路設(shè)計(jì)組合邏輯電路設(shè)計(jì)(1) (1) 第第6周周實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 組合邏輯電路設(shè)計(jì)組合邏輯電路設(shè)計(jì)(2) (2) 第第6 6周周實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 用用VHDLVHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)編碼器和譯碼器語(yǔ)言設(shè)計(jì)編碼器和譯碼器 第第8周周實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用 第第10周周實(shí)驗(yàn)五五實(shí)驗(yàn)五五時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì) 第第12周周實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)六 555555集成定時(shí)器及其應(yīng)用集成定時(shí)器及其應(yīng)用 第第1414周周實(shí)驗(yàn)七實(shí)驗(yàn)七 數(shù)字電路綜合設(shè)計(jì)數(shù)字電路綜合設(shè)計(jì) 第第1414周周實(shí)驗(yàn)八實(shí)驗(yàn)八 用用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)

2、計(jì)數(shù)器語(yǔ)言設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器 第第1616周周實(shí)驗(yàn)九實(shí)驗(yàn)九 實(shí)驗(yàn)考試實(shí)驗(yàn)考試 第第1818周周 1、進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室必須穿鞋套或?qū)Ｓ霉ぷ餍?、學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后按學(xué)號(hào)次序?qū)μ?hào)入座，一人一組；3、學(xué)生入座后應(yīng)首先按照指導(dǎo)教師提示檢查本次實(shí)驗(yàn)所需的儀器、元件是否完整，如發(fā)現(xiàn)缺失或損壞立即報(bào)告指導(dǎo)教師處理；4、愛護(hù)公物設(shè)施，嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)要求和操作規(guī)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因違章操作造成設(shè)備損壞需按學(xué)校規(guī)定進(jìn)行賠償，并視情節(jié)給予處分；實(shí)驗(yàn)室管理規(guī)定5、實(shí)驗(yàn)完成后應(yīng)關(guān)掉儀器及電路電源，將實(shí)驗(yàn)臺(tái)整理干 凈，儀器、元件擺放整齊， 導(dǎo)線扎成一捆，凳子歸位，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查同意后方可離開；6、自覺保持環(huán)境衛(wèi)生，不得在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)吃零食，亂扔紙

3、 屑，不要將水杯帶入實(shí)驗(yàn)室，不得用計(jì)算機(jī)上網(wǎng)或玩游戲。7、如發(fā)現(xiàn)不遵守規(guī)定或其它影響實(shí)驗(yàn)室正常工作的行為指導(dǎo)教師可進(jìn)行批評(píng)教育直至取消其實(shí)驗(yàn)資格。8、實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)于實(shí)驗(yàn)完成后2天內(nèi)由課代表負(fù)責(zé)收齊交到辦公室（503房間），并在下次實(shí)驗(yàn)前2天取回。9、不預(yù)習(xí)者，不得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。不預(yù)習(xí)者，不得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。關(guān)于實(shí)驗(yàn)考試關(guān)于實(shí)驗(yàn)考試一、考試形式一、考試形式 以實(shí)驗(yàn)操作為主，并有少量提問。以實(shí)驗(yàn)操作為主，并有少量提問。二、考試內(nèi)容二、考試內(nèi)容 從做過的所有實(shí)驗(yàn)，包括思考題中隨機(jī)抽取。從做過的所有實(shí)驗(yàn)，包括思考題中隨機(jī)抽取。三、實(shí)驗(yàn)成績(jī)?nèi)?、?shí)驗(yàn)成績(jī) 最終成績(jī)包括：實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)最終成績(jī)包括：實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)30%，實(shí)

4、驗(yàn)報(bào)告成績(jī)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)35%， 平日出勤、抽測(cè)平日出勤、抽測(cè)35%。四、免試條件四、免試條件 實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)優(yōu)秀，全勤，平時(shí)抽測(cè)成績(jī)良好。實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)優(yōu)秀，全勤，平時(shí)抽測(cè)成績(jī)良好。 不能參加實(shí)驗(yàn)必須提前請(qǐng)假，并補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)。 缺勤2次以上，不得參加考試，實(shí)驗(yàn)成績(jī)記零分。關(guān)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫法 本實(shí)驗(yàn)報(bào)告書分預(yù)習(xí)報(bào)告與實(shí)驗(yàn)報(bào)告兩部分。本實(shí)驗(yàn)報(bào)告書分預(yù)習(xí)報(bào)告與實(shí)驗(yàn)報(bào)告兩部分。 一、預(yù)習(xí)報(bào)告的內(nèi)容主要包括：一、預(yù)習(xí)報(bào)告的內(nèi)容主要包括： 1實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：題目、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：題目、所需的電路圖、所需的電路圖、器材，預(yù)器材，預(yù)期結(jié)果。期結(jié)果。 3實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書預(yù)習(xí)要求中所要求回答的問題實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書預(yù)習(xí)要

5、求中所要求回答的問題 預(yù)習(xí)報(bào)告應(yīng)在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行前完成，在到達(dá)實(shí)驗(yàn)室預(yù)習(xí)報(bào)告應(yīng)在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行前完成，在到達(dá)實(shí)驗(yàn)室時(shí)交實(shí)驗(yàn)教師檢查。時(shí)交實(shí)驗(yàn)教師檢查。二、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容包括：二、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容包括：1 1 儀器與材料（實(shí)際用到的）。儀器與材料（實(shí)際用到的）。2 2實(shí)驗(yàn)題目、真值表、表達(dá)式、電路圖及測(cè)試實(shí)驗(yàn)題目、真值表、表達(dá)式、電路圖及測(cè)試數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。3 3 分析、討論和結(jié)論分析、討論和結(jié)論( (即實(shí)驗(yàn)結(jié)果、誤差原因的即實(shí)驗(yàn)結(jié)果、誤差原因的分析，故障分析，實(shí)驗(yàn)的收獲心得體會(huì)、對(duì)實(shí)分析，故障分析，實(shí)驗(yàn)的收獲心得體會(huì)、對(duì)實(shí)驗(yàn)的建議等驗(yàn)的建議等) )。4 4 思考題。思考題。1 2 3 4 5 6 714 13

6、12 11 10 9 81A 1B 1Y 2A 2B 2Y GNDVCC 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y7400 74LS00 （2輸入端四與非門）見見75頁(yè)頁(yè)數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的一般過程數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的一般過程1 1、預(yù)習(xí)（主要完成理論準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）；、預(yù)習(xí)（主要完成理論準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）；2 2、仿真（初步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)的正確性，并、仿真（初步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)的正確性，并進(jìn)行必要的修改）；進(jìn)行必要的修改）；3 3、實(shí)物連接并進(jìn)行實(shí)測(cè)（進(jìn)一步檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)物連接并進(jìn)行實(shí)測(cè)（進(jìn)一步檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確性并獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)）；的正確性并獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)）；4 4、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告；、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告；5

7、5、總結(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。、總結(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。一、數(shù)字萬(wàn)用表簡(jiǎn)介一、數(shù)字萬(wàn)用表簡(jiǎn)介測(cè)電壓測(cè)電壓測(cè)電阻測(cè)電阻交、直交、直流轉(zhuǎn)換流轉(zhuǎn)換二、數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱簡(jiǎn)介二、數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱簡(jiǎn)介實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)前-用萬(wàn)用表用萬(wàn)用表“歐姆擋歐姆擋”檢測(cè)導(dǎo)線，檢測(cè)導(dǎo)線，每次使用完，應(yīng)將萬(wàn)用表置于測(cè)電壓檔每次使用完，應(yīng)將萬(wàn)用表置于測(cè)電壓檔位。位。 注意事項(xiàng)總電源開關(guān)總電源開關(guān)直流電源輸出端直流電源輸出端公共接地端公共接地端各種信號(hào)輸出區(qū)各種信號(hào)輸出區(qū)指示燈指示燈數(shù)碼管數(shù)碼管集成塊插座集成塊插座擴(kuò)展區(qū)擴(kuò)展區(qū)集成電路有缺集成電路有缺口一側(cè)向左口一側(cè)向左1 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 81A 1B 1Y 2A 2B 2Y

8、G N DVCC 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y7400 74LS00 （ 2輸 入 端 四 與 非 門 ）AC=AB= ABBF1 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 81A 1B 1Y 2A 2B 2Y GNDVCC 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y7400 74LS00 （2輸入端四與非門）見見75頁(yè)頁(yè)1 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 8A1 B1 NC C1 D1 Y1 GNDVCC D2 C2 NC B2 A2 Y27420 74LS20 （4輸入端雙與非門）OUTPUTS1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12

9、11 10 94 5 6 7 A B CVCCD2 D1 DD Y W SD4 D5 D6 D7 A BD3C3 2 1 0 Y WGNDDATA INPUTSDATAINPUTS74151 74LS151(八選1數(shù)據(jù)選擇器）STROBEDATA SELECT集成電路塊使用時(shí)的注意事項(xiàng) 必須接5V直流電源，且電源極性不能接反。 多輸入端門電路中不使用的輸入管腳或控制管腳應(yīng)按照實(shí)際有效狀態(tài)可靠接地或接高電平。 門電路的輸出管腳不可直接接電源端（包括電源正極或接地端）或信號(hào)源端。 對(duì)于門電路，可通過檢查其基本邏輯狀態(tài)來(lái)檢驗(yàn)其好壞。1 1熟悉集成門電路的使用方法。熟悉集成門電路的使用方法。2 2掌握

10、用中、小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)組合邏輯電路掌握用中、小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)組合邏輯電路 的方法。的方法。3 3了解排除組合邏輯電路故障的一般方法。了解排除組合邏輯電路故障的一般方法。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 組合邏輯電路的設(shè)計(jì)組合邏輯電路的設(shè)計(jì)二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和器材器材 數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱 萬(wàn)用表 計(jì)算機(jī) 74LS138 1片 74LS20 1片 74LS00 2片 74LS283 1片 74LS153 1片 74LS151 1片 導(dǎo)線：若干三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一、基本內(nèi)容一、基本內(nèi)容1、檢查與非門。2、半加器。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容二、設(shè)計(jì)內(nèi)容1.用74LS138和74LS20設(shè)計(jì)全減器，完成

11、測(cè)試狀態(tài)表（四組） 。2.用74LS138和74LS00設(shè)計(jì)比較器，完成測(cè)試狀態(tài)表（四組） 。3.用雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS153和門電路74LS00實(shí)現(xiàn)全加器,完成測(cè)試狀態(tài) 表（四組） 。4.公共場(chǎng)所電燈控制邏輯電路設(shè)計(jì),完成測(cè)試狀態(tài)表（四組） 。5.用一片四位并行全加器74283設(shè)計(jì)一個(gè)余3碼轉(zhuǎn)換成8421代碼的轉(zhuǎn)換電路, 完成測(cè)試狀態(tài)表（四組）。6.用二片四位并行全加器74283和必要的門電路設(shè)計(jì)個(gè)8421BCD碼的加法器 電路,完成測(cè)試狀態(tài)表（四組） 。其中其中1 15 5必做，必做，6 6選做。選做。四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟1、檢查與非門、檢查與非門2、半加器、半加器3、3-8譯碼

12、器實(shí)現(xiàn)全減器和比較器設(shè)計(jì)譯碼器實(shí)現(xiàn)全減器和比較器設(shè)計(jì)4、余余3 3碼轉(zhuǎn)換成碼轉(zhuǎn)換成84218421代碼代碼5、數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)全加器、數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)全加器6、其它可選電路設(shè)計(jì)、其它可選電路設(shè)計(jì)注：注： 對(duì)設(shè)計(jì)性題目可以先仿真再接線。對(duì)設(shè)計(jì)性題目可以先仿真再接線。設(shè)計(jì)性題目實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫法設(shè)計(jì)性題目實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫法例：用例：用74LS138和和74LS20設(shè)計(jì)一位全加器設(shè)計(jì)一位全加器（1）根據(jù)題目要求寫出（全加器的）真值表為：）根據(jù)題目要求寫出（全加器的）真值表為：輸入輸出ABCISCO0000000110010100110110010101011100111111（2）再寫出）再寫出74LS138的功能

13、表：的功能表：輸入輸出G1G2A+G2BA2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70XXXX11111111X1XXX1111111110000011111111000110111111100101101111110011111011111010011110111101011111101110110111111011011111111110根據(jù)功能表寫出邏輯函數(shù)式：根據(jù)功能表寫出邏輯函數(shù)式： S=ABCI+ABCI +ABCI +ABCI =A2A1A0+ A2A1A0 + A2A1A0 + A2A1A0 =Y =Y1 1+Y+Y2 2+Y+Y4 4+Y+Y7 7=Y=Y1 1Y Y2 2Y

14、 Y4 4Y Y7 7CO=ABCI+ABCI +ABCI +ABCI =A2A1A0+ A2A1A0 + A2A1A0 +A2A1A0 = Y = Y3 3+Y+Y5 5+Y+Y6 6+Y+Y7 7= Y= Y3 3Y Y5 5Y Y6 6Y Y7 7根據(jù)邏輯函數(shù)式畫出電路圖：根據(jù)邏輯函數(shù)式畫出電路圖：S COCIBA輸入輸出ABCISCO00110011011001011111按電路圖接線并測(cè)試四組數(shù)據(jù)：按電路圖接線并測(cè)試四組數(shù)據(jù)：一位全加器功能測(cè)試表（任選四組數(shù)據(jù)）一位全加器功能測(cè)試表（任選四組數(shù)據(jù)）經(jīng)接線測(cè)試，能夠滿足設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)完成。經(jīng)接線測(cè)試，能夠滿足設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)完成。用一片四

15、位并行全加器用一片四位并行全加器74LS283接成一個(gè)余接成一個(gè)余3碼轉(zhuǎn)換碼轉(zhuǎn)換成成8421代碼的轉(zhuǎn)換電路代碼的轉(zhuǎn)換電路 十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)8421碼碼余余3碼碼00000001110001010020010010130011011040100011150101100060110100170111101081000101191001110074LS283輸入常數(shù)輸入常數(shù)的方法（的方法（1101）用二片四位并行全加器用二片四位并行全加器74LS283和必要的門電路設(shè)和必要的門電路設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)一個(gè)8421BCD碼的加法器（設(shè)：加數(shù)與被加數(shù)都碼的加法器（設(shè)：加數(shù)與被加數(shù)都是是 8421BCD碼）碼）1

16、2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9VCCC4GND74283 74LS283(四 位 二 進(jìn) 制 全 加 器 ）M 2M 1M2B2 A2M 1A1 B1C0B3 A3M3M4A4 B4M 3M4B1 A1A4 B4B3 A3B2 A2CICOA1 iBiAiBiSi判別判別邏輯邏輯(9時(shí)時(shí)) +6(C L RC L KDQP RQC L RC L KDQP RQ帶 置 位 、 復(fù) 位 、 正 觸 發(fā) ）V cc 2 R d D2 2 C P 2 S d Q2 Q2 1 R d D1 1 C P 1 S d Q1 Q1 G N D2

17、、測(cè)試74LS192和74LS161集成計(jì)數(shù)器的邏輯功能。VCC D0 RD BO CO LD D2 D3D1 Q1 Q0 CPD CPU Q2 Q3 GND1 2 3 4 5 6 7 874LS19216 15 14 13 12 11 10 9 輸入 輸出RdLDCPu CPd D3D2D1 D0Q3Q2Q1Q01 00000 0 d3d2d1 d0d3d2d1d00 1 1 加計(jì)數(shù)0 1 1 減計(jì)數(shù)74192的功能表的功能表異步清零異步清零 異步置數(shù)異步置數(shù)Q3Q2Q1Q0RdCPuLD&“1”有效狀態(tài)：有效狀態(tài)：00000101CPd“1”CPQ3Q2Q1Q0RdCPuLD&am

18、p;“0”有效狀態(tài)：有效狀態(tài)：00010101D3D2D1D0“1”CPdCP“1” 輸輸 入入 輸輸 出出 CP RD LD ET EP A B C D QA QB QC QD x 0 x x x x x x x 0 0 0 0 1 0 x x A B C D A B C D x 1 1 0 x x x x x 保持保持 x 1 1 x 0 x x x x 保持保持 1 1 1 1 x x x x 計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 74lLS161功能表功能表異步清零、同步置數(shù)異步清零、同步置數(shù)1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9VCC A B C D PQA QB QC QD

19、LOADCKA B C DGNDOUT INPUTSCLOCKDATA INPUTSCLEARENABLETENABLERIPPLECARRYOUTPUTRIPPLECARRYOUTPUTQA QB QC QD74160 74LS161 可預(yù)置 BCD計(jì)數(shù)器（異步清除）RDLDETEP3、設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器：（1）分別用74LS192和74LS161用置數(shù)法設(shè)計(jì)模為6的計(jì)數(shù)器，有效序列為 16循環(huán)（要求用 1Hz CP脈沖觀察計(jì)數(shù)結(jié)果）（2）用74LS161用復(fù)位法設(shè)計(jì)模為21的計(jì)數(shù)器，有效序列為020循環(huán)（要求用 1Hz CP脈沖觀察計(jì)數(shù)結(jié)果）（3）用兩片74LS192組成2位十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)

20、器，輸入1Hz連續(xù)脈沖，進(jìn)行0099累加計(jì)數(shù)，輸出接數(shù)碼管。4、計(jì)數(shù)器應(yīng)用（見實(shí)驗(yàn)講義）。實(shí)驗(yàn)三 時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法。2、熟悉集成觸發(fā)器的邏輯功能及使用。二、實(shí)驗(yàn)儀器及器件1、數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱 2、數(shù)字示波器3、74LS74（雙D觸發(fā)器） 74LS76（雙JK觸發(fā)器）4、74LS00 (與非門)5、74LS04（六反相器）6、74LS32 (或門)7、74LS08 (與門)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)8421碼十進(jìn)制同步加法器。（仿真）2、用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)110串行序列信號(hào)檢測(cè)器。 （接線）3、用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步四相時(shí)鐘發(fā)生器，其輸入時(shí)鐘CP

21、及各輸出波形如圖4.7.2（仿真）其中，1、2必做，3選做。同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)過程時(shí)序邏輯問題狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（表）最簡(jiǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（表）電路方程式電路邏輯圖邏輯抽象狀態(tài)化簡(jiǎn)選定觸發(fā)器的類型檢查能否自啟動(dòng)設(shè)計(jì)示例：用用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步四相時(shí)鐘發(fā)生器觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步四相時(shí)鐘發(fā)生器四相時(shí)鐘發(fā)生器Q1Q2Q3Q4CPCPQ1Q4Q3Q2圖2.2.7.2 四相時(shí)鐘發(fā)生器輸入、輸出波形圖設(shè)計(jì)步驟：根據(jù)題意可知，電路是在時(shí)鐘信號(hào)控制下自動(dòng)從10010011 0110 1100 1001循環(huán)變化。電路沒有輸入變量，設(shè)輸出變量為：Q4、Q3、Q2、Q1。畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。 （規(guī)定如果起始狀態(tài)不是有效狀態(tài)，則下

22、一狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)入1001狀態(tài)，以保證電路自動(dòng)進(jìn)入有效循環(huán)）100111000011011000010010010001010111100010101011110111101111000000011110001001100101101001011001100110011100111001100110011001101001001110011001Q2，Q1Q4，Q33、狀態(tài)化簡(jiǎn) 由于電路次態(tài)Q4（n+1）、Q3（n+1）、Q2（n+1）、Q1（n+1）只取決于電路現(xiàn)態(tài)Q4（n）、Q3（n）、Q2（n）、Q1（n）的取值，根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可得現(xiàn)態(tài)邏輯函數(shù)和次態(tài)邏輯函數(shù)的卡諾圖：為了化簡(jiǎn)方便，將上圖分解

23、為四個(gè)卡諾圖分別表示Q4（n+1）、Q3（n+1）、Q2（n+1）、Q1（n+1）。00011110001101011111111111101011Q2，Q1Q4，Q3Q4（n+1）00011110000010010001110000100000Q2，Q1Q4，Q3Q3（n+1）00011110000010010000110000100100Q2，Q1Q4，Q3Q2（n+1）00011110001101011110111111101111Q2，Q1Q4，Q3Q1（n+1）4、由各卡諾圖化簡(jiǎn)可得以下邏輯函數(shù)式：Q4（n+1）=Q1+Q3+Q4Q2+Q4Q2Q3（n+1）=Q4Q3Q2Q1+Q4Q

24、3Q2Q1Q 2（n+1）= Q4Q3Q2Q1+Q4Q3Q2Q1Q 1（n+1）= Q2+Q4+Q3Q1+Q3Q1選擇觸發(fā)器D觸發(fā)器：Q （n+1）=DJK觸發(fā)器：Q （n+1）=JQn+KQn將輸出表達(dá)式化為所選觸發(fā)器的形式D4=Q1+Q3+Q4Q2+Q4Q2D3=Q4Q3Q2Q1+Q4Q3Q2Q1D2= Q4Q3Q2Q1+Q4Q3Q2Q1D1= Q2+Q4+Q3Q1+Q3Q15、根據(jù)表達(dá)式畫出電路圖1001001101100001001001000101011110000000同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器0001111000000100100100001101010101101

25、0000111111010010000Q2，Q1Q4，Q33、狀態(tài)化簡(jiǎn) 由于電路次態(tài)Q4（n+1）、Q3（n+1）、Q2（n+1）、Q1（n+1）只取決于電路現(xiàn)態(tài)Q4（n）、Q3（n）、Q2（n）、Q1（n）的取值，根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可得現(xiàn)態(tài)邏輯函數(shù)和次態(tài)邏輯函數(shù)的卡諾圖：為了化簡(jiǎn)方便，將上圖分解為四個(gè)卡諾圖分別表示Q4（n+1）、Q3（n+1）、Q2（n+1）、Q1（n+1）。00011110001001011001111010Q2，Q1Q4，Q3Q1（n+1）Q1n+1=Q1n00011110000101010101111000Q2，Q1Q4，Q3Q2（n+1）Q 2（n+1）= Q2nQ1n

26、 +Q4nQ2nQ1n0001111000001 001110 111 1000 Q2，Q1Q4，Q3Q3（n+1）Q3（n+1）= Q3n Q2nQ1n+ Q3n Q2n+ Q3n Q1n0001111000000 001001 011 1010 Q2，Q1Q4，Q3Q4（n+1）Q4（n+1）= Q4nQ1n+ Q4nQ3n Q2nQ1n4、由各卡諾圖化簡(jiǎn)可得以下邏輯函數(shù)式：Q4（n+1）= Q4nQ1n+ Q4nQ3n Q2nQ1nQ3（n+1）= Q3n Q2nQ1n+ Q3n Q2n+ Q3n Q1nQ 2（n+1）= Q2nQ1n +Q4nQ2nQ1nQ 1（n+1）= Q1n選擇

27、觸發(fā)器JK觸發(fā)器： Qn+1=JQn + KQn將輸出表達(dá)式化為所選觸發(fā)器的形式J4= Q3Q2 Q1 K4 = Q1J3= K3= Q2 Q1J2= Q4 Q1 K2 = Q1J1= K1=15、根據(jù)表達(dá)式畫出電路圖1 2 3 4 5 6 71 4 1 3 1 2 1 1 1 0 9 87 4 7 4 7 4 L S 7 4 （ 雙 D 觸 發(fā) 器C L RC L KDQP RQC L RC L KDQP RQ帶 置 位 、 復(fù) 位 、 正 觸 發(fā) ）V cc 2 R d D2 2 C P 2 S d Q2 Q2 1 R d D1 1 C P 1 S d Q1 Q1 G N D7476 74

28、LS76 （ 雙 J-K觸 發(fā) 器1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9CP1 1Sd 1Rd J1 Vcc CP2 2Sd 2RdQ1 Q1 GND K2 Q2 Q2 J2K1CLRCLKQPRQCLRCLKQPRQ帶 預(yù) 置 和 清 除 端 ）三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)8421碼十進(jìn)制同步加法器。（仿真）2、用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)110串行序列信號(hào)檢測(cè)器。 （接線）3、用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步四相時(shí)鐘發(fā)生器，其輸入時(shí)鐘CP及各輸出波形如圖4.7.2（仿真）其中，1、2必做，3選做。下次實(shí)驗(yàn)做實(shí)驗(yàn)教材的實(shí)驗(yàn)5和實(shí)驗(yàn)6預(yù)習(xí)要求：提前設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)6實(shí)驗(yàn)五 用555定時(shí)器及其應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉555定時(shí)器的工作原理2、熟悉555定時(shí)器的功能及使用方法3、熟悉由555定時(shí)器組成的脈沖信號(hào)產(chǎn)生與變換電路及定時(shí)電阻、電容對(duì)振蕩周期和脈沖寬度的影響。 二、實(shí)驗(yàn)器材1、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱2、示波器3、555定時(shí)器1個(gè)4、集成電路插座1個(gè)5、5.1K電阻模塊2個(gè)，2K電阻模塊1個(gè)6、47uF，0.1uF，0.01uF電容模塊各1個(gè)7、10K電位器模塊1個(gè)555定時(shí)器定時(shí)器電壓比較器的功能：電壓比較器的功能： v+ v-，vO=1 v+ v-，vO=0 兩個(gè)電壓比較器兩個(gè)