實(shí)驗(yàn)七-8421碼檢測電路

1、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)七 8421碼檢測電路的設(shè)計 姓名：張躍佳班級：電自2班學(xué)號：14347150 實(shí)驗(yàn)時間：2015.12.24 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.了解檢測電路的工作原理2.進(jìn)一步掌握同步時序邏輯電路的設(shè)計方法【實(shí)驗(yàn)儀器及器件】1.實(shí)驗(yàn)箱、萬用表、示波器2.74LS73、74LS74、74LS00、74LS20、74LS197【實(shí)驗(yàn)原理】本實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計一個8421BCD碼（串行輸入）檢測電路。此電路是用來檢測串行的8421碼傳輸過程中是否發(fā)生錯誤。假定8421BCD碼傳送過程中是由低到高串行送數(shù)，例如十進(jìn)制2（代碼為0010）是按0、1、0、0次序傳送的。如果在傳送過程中代碼發(fā)生錯誤，出

2、現(xiàn)非法數(shù)碼（不在0000到1001之間的代碼）則檢測電路發(fā)生一脈沖信號。實(shí)驗(yàn)所用觸發(fā)器為JK觸發(fā)器，要求自己設(shè)計、自己安裝和測試。設(shè)計提示本實(shí)驗(yàn)的設(shè) 計關(guān)鍵是建立原始狀態(tài)圖和狀態(tài)表。根據(jù)要求8421BCD碼是由低位到高位傳送，該電路每四個碼元檢測一次，當(dāng)電路收到第四個碼元時，若判斷是非法碼，則輸出為1，否則輸出為0.可見此電路為米里時序電路。設(shè)檢測電路初始狀態(tài)為S0，當(dāng)電路接收第一個碼元后，根據(jù)輸入是0還是1，將分別轉(zhuǎn)到兩個不同的新狀態(tài)S1和S2，從S1或S2出發(fā)，接收到第二個碼元后，又根據(jù)是0還是1，又轉(zhuǎn)到兩個不同的新狀態(tài)，類推到接收到的第三、四碼元后電路執(zhí)行統(tǒng)一的動作。在接收到第四個碼元后

3、，根據(jù)接收的代碼判斷是否是非法碼而確定其輸出是否為1，并且電路回到初始狀態(tài)S0，準(zhǔn)備接受新的一組碼組。根據(jù)上面的分析很容易做出原始狀態(tài)和狀態(tài)表了。這樣做出的元素狀態(tài)表有15個狀態(tài)，經(jīng)過化簡后只剩下6個狀態(tài)?；喓蟮臓顟B(tài)如表（一）。由簡化狀態(tài)表，根據(jù)狀態(tài)分配原則，可得許多分配方案，其中一種分配方案如表（二），得到的結(jié)果是：表（一）簡化狀態(tài)表XS01AB/0B/0BC/0D/0CE/0F/0DF/0F/0EA/0A/0FA/0A/1表（二）分配方案的一種Q2Q1Q3000111100ADCB1FEXX【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】本檢測電路是同步時序電路。同步時序電路的特點(diǎn)是時鐘脈沖同時送到各觸發(fā)器的CP端。時鐘脈

4、沖CP與數(shù)據(jù)X的關(guān)系應(yīng)如圖（一）所示。即出現(xiàn)的數(shù)據(jù)X穩(wěn)定后，才允許檢測時鐘的出現(xiàn)，且時鐘作用期間不允許數(shù)據(jù)變化。如圖（二）為本實(shí)驗(yàn)框圖。本電路為米里時序電路，其輸出F取決于電路的現(xiàn)態(tài)和數(shù)據(jù)的即時輸入。這種輸出有時是會出錯的。如圖（一）數(shù)據(jù)輸入(0111)2=(7)10是合法碼，如果我們把圖（一）與表（一）結(jié)合起來看：1CP后，電路從A態(tài)變成B態(tài)，輸出0；2CP后變成D態(tài)，輸出為0；3CP后變成F態(tài)，這時由于圖（一）中的X=1還沒改變，圖中陰影部分的時間內(nèi)將有F=1輸出，直至X=0；4CP后電路回到A態(tài)。顯然，這次F=1的輸出是有錯誤的，只有在4CP的有效邊沿時，F(xiàn)輸出才保證正確。為防止這種錯誤輸出，圖（二）中我們把最后輸出采用了觸發(fā)器鎖存后再輸出F。只有當(dāng)4CP的下降沿到達(dá)前的瞬間，電路處于F態(tài)。當(dāng)然，也可用CP去選通F后輸出，以防出錯。靜態(tài)測試：可將輸入X連接到邏輯模擬開關(guān)，CP連接到實(shí)驗(yàn)箱手動單步脈沖。輸入碼組相應(yīng)從初始狀態(tài)(A)開始，如按表（二）分配方案，則Q3Q2Q1=000。例如，輸入非法碼(1010)2=(10)10。數(shù)據(jù)按0101順序輸入，連接X的模擬開關(guān)的位置變化為：0101，X每一改變輸入一個脈沖。電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為：ABDFA，即Q3Q2Q1狀態(tài)變化為：000010001100000.按上述方法，輸入不同的碼組，檢測電路是否正常工作。動態(tài)測試：將74LS