數(shù)電課設(shè)6進制計數(shù)器資料

1、成績評定表學(xué)生姓名班級學(xué)號專業(yè)Ik自動化課程設(shè)計題目數(shù)字電子課程設(shè)計評語組長簽字：成績?nèi)掌?013年7月8日課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)院信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)自動化學(xué)生姓名班級學(xué)號課程設(shè)計題目1六進制同步減法計數(shù)器（無效態(tài)：010，011）; 2串行序列發(fā)生器（檢 測序列：101110）; 3基于74161芯片仿真設(shè)計24進制加法計數(shù)器并 顯示計數(shù)過程實踐教學(xué)要求與任務(wù)：1）米用頭驗箱設(shè)計、連接、調(diào)試八進制減步加法計數(shù)器。2）采用實驗箱設(shè)計、連接、調(diào)試串行序列發(fā)生器。3）米用multisim仿真軟件建立復(fù)雜的計數(shù)器電路模型；4）對電路進行理論分析；5）在multisim 環(huán)境下分析仿真結(jié)果，給出仿真時序圖；

2、6）撰寫課程設(shè)計報告。 工作計劃與進度安排：第1天：1. 布置課程設(shè)計題目及任務(wù)。2. 查找文獻、資料，確立設(shè)計方案。第2-3天：在實驗室中設(shè)計、連接、調(diào)試三位二進制計數(shù)器及串行序列檢測器電路。第4天：1. 安裝multisim 軟件，熟悉multisim 軟件仿真環(huán)境。在 multisim 環(huán)境下建立 電路模型，學(xué)會建立元件庫。2. 對設(shè)計電路進行理論分析、計算。3. 在multisim 環(huán)境下仿真電路功能，修改相應(yīng)參數(shù)，分析結(jié)果的變化情況。第5天：1. 課程設(shè)計結(jié)果驗收。2. 針對課程設(shè)計題目進行答辯。3. 完成課程設(shè)計報告。指導(dǎo)教師：2013年 月 日專業(yè)負責人：2013年 月 日學(xué)院教

3、學(xué)副院長：2013年 月 日目錄1課程設(shè)計的目的與作用 11.1 設(shè)計任務(wù) 11.2所用multisim軟件環(huán)境介紹 12. 實驗設(shè)計方案 32.1六進制同步減法計數(shù)器的設(shè)計（無效態(tài) 010, 011） 3課程設(shè)計的目的 3設(shè)計過程 3狀態(tài)圖 3觸發(fā)器名稱 3狀態(tài)方程.驅(qū)動方程.時鐘方程 4設(shè)計的邏輯電路圖 6實驗儀器 6實驗結(jié)論 72.2.串行序列發(fā)生器的設(shè)計（檢測序列為 101110） 7課程設(shè)計的目的 7設(shè)計過程 7觸發(fā)器名稱 8時鐘方程.狀態(tài)方程.驅(qū)動方程.輸出方程 8設(shè)計的邏輯電路圖 10實驗儀器 11實驗結(jié)論 112.3 74161構(gòu)成異步清零CR端歸零二十四進制計數(shù)器 11課程設(shè)

4、計目的 11實驗原理 11設(shè)計過程 12實驗儀器 13實驗電路圖 13實驗結(jié)論 14參考文獻 141課程設(shè)計的目的與作用隨著科技的進步和社會的發(fā)展，數(shù)字電路在各種電器中的應(yīng)用越來越廣泛。0、1代碼的簡易變換能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的邏輯功能使得數(shù)字電路的實現(xiàn)效率很高。課程設(shè)計的目的是通 過實際設(shè)計并搭建一些簡易但典型的數(shù)字電路來加深對各邏輯器件邏輯功能的理解。課程 設(shè)計能夠使我們更進一步理解課堂上所學(xué)的理論知識，同時又能鍛煉我們的動手能力和分 析問題解決問題的能力。1.1設(shè)計任務(wù)1六進制同步減法計數(shù)器（無效態(tài)：010, 011）；2串行序列發(fā)生器（檢測序列：101110）;3基于74161芯片仿真設(shè)計24

5、進制加法計數(shù)器并顯示計數(shù)過程。1.2所用multisim軟件環(huán)境介紹Multisim 是加拿大 IIT 公司（Interrative Image Technologies Ltd ）推出的基于Windows的電路仿真軟件，由于采用交互式的界面，比較直觀、操作方便，具有豐富的元 器件庫和品種繁多的虛擬儀器，以及強大的分析功能等特點，因而得到了廣泛的引用。針對不同的用戶，提供了多種版本，例如學(xué)生版、教育版、個人版、專業(yè)版和超級專 業(yè)版。其中教育版適合高校的教學(xué)使用。Multisim 7 主界面。啟動 Multisim，就會看到其主界面，主要是由菜單欄、系統(tǒng)工 具欄、設(shè)計工具欄、元件工具欄、儀器工具

6、欄使用中元件列表、仿真開關(guān)、狀態(tài)欄以及電 路圖編輯窗口等組成。如下圖1.1所示。Multisim 7提供了豐富的元器件。這些元器件按照不同的類型和種類分別存放在若干 個分類庫中。這些元件包括現(xiàn)實元件和虛擬元件。所謂的現(xiàn)實元件給出了具體的型號，它 們的模型數(shù)據(jù)根據(jù)該型號元件參數(shù)的典型值確定。而所謂的虛擬元件沒有型號，它的模型 參數(shù)是根據(jù)這種元件各種元件各種型號參數(shù)的典型值，而不是某一種特定型號的參數(shù)典型 值確定。另外，Multisim 7 元件庫中還提供一種3D虛擬元件，這種元件以三維的方式顯 示，比較形象、直觀.。Multisim 7 容許用戶根據(jù)自己的需要創(chuàng)建新的元器件，存放在用戶元器件庫中

7、。女口 1.2圖所示弋比<詢隹啓鳴=卄益a也匕應(yīng)話曰訶丫好豐治rI電略L母衛(wèi)樣需占亍於三16E ft適：LH首卻囹U耳師令國皆謀乎屈舟"匡G * uo73 * ?EQ hj|_圖l.lmultisim 電路編輯窗口Multisim 7提供了品種繁多、方便實用的虛擬儀器。比如數(shù)字萬用表、信號發(fā)生器、 示波器等17種虛擬儀器。點擊主界面中儀表欄的相應(yīng)的按鈕即可方便地取用所需的虛擬 儀器如圖所示。毛 0飛陀總舜m”飛：+可*吹訴£ 垮里 曙曲餉 回 w半日零 ?o J圖1.2multisim 元件庫fe* »*S4-HMrll<M>lJH1_jij r

8、_e:mh|圖1.3虛擬儀器2.實驗設(shè)計方案2.1六進制同步減法計數(shù)器的設(shè)計（無效態(tài)010, 011）課程設(shè)計的目的1、了解二進制同步計數(shù)器的工作原理和邏輯功能2、掌握計數(shù)器電路的分析，設(shè)計方法及應(yīng)用。3、學(xué)會正確使用JK觸發(fā)器。設(shè)計過程Cp六進制同步減法計數(shù)器無效狀態(tài)（010，011）圖1.3設(shè)計總框圖狀態(tài)圖2.1.4觸發(fā)器名稱/1111 110圖1.4實驗狀態(tài)圖選用三個CP下降沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器74LS112狀態(tài)方程.驅(qū)動方程.時鐘方程時鐘方程:CP=CF0=CR=CPn 亠n1Q000111100111000XXXXXX1001100110101圖1.5六進制同步減法計數(shù)器次態(tài)卡諾圖

9、n n1Q00011110010XX10111圖1.6 Q2n+1的卡諾圖10XX001000011110圖1.7 Q1n+1的卡諾圖由卡諾圖得出的狀態(tài)方程nq210XX100100011110n+1圖 1.8 Q0的卡諾圖n n nQQQn nQQnQQ由狀態(tài)得出的驅(qū)動方程n nQ1 Q0K2n nQ1Q0n nQ2Q0K1n nQ2 Q0J0K。1經(jīng)檢查無效狀態(tài)010和011不能構(gòu)成循環(huán)即能自啟動設(shè)計的邏輯電路圖X1UH002.5 V2.5 VDCCLHEX74ALISUWI- - -r =74LS15112D74J4L5USM亠 AlGIiD74ALSOOH74LI*1WL也.11圖1.

10、9邏輯連接圖ngglEIHB圖2.0實驗仿真結(jié)果實驗儀器(1)數(shù)字原理實驗系統(tǒng)一臺(2) 集成電路芯片74LS08兩片.74LS112三片實驗結(jié)論經(jīng)過實驗可知，滿足時序圖的變化，且可以進行自啟動。實驗中的碰到的小問題告訴 我們，學(xué)習和理解理論知識會使實驗設(shè)計更合理。設(shè)計要盡可能簡單明了且能說明問題， 實驗前應(yīng)確保芯片可以正常使用，檢查導(dǎo)線好壞，避免導(dǎo)線內(nèi)部斷裂造成實驗失敗。實驗 過程中所用芯片引腳較多，要細心認真。2.2.串行序列發(fā)生器的設(shè)計(檢測序列為101110)課程設(shè)計的目的1、了解串行序列發(fā)生器的工作原理和邏輯功能2、掌握串行序列發(fā)生器電路的分析，設(shè)計方法及應(yīng)用。3、學(xué)會正確使用JK觸

11、發(fā)器。設(shè)計過程輸入脈7cp_串行序列發(fā)生器 串行序列輸出圖2.1實驗設(shè)計總框圖1) a.確定觸發(fā)器的數(shù)目電路狀態(tài)數(shù)量M=6代入2n-1 M 2n，計算得n=3,電路需要3個觸發(fā)器b.電路狀態(tài)編碼電路狀態(tài)So S3用兩個觸發(fā)器的狀態(tài)組合QiQ來表示，取So 的編碼為111,110,100,101,001,000 。(2)選定觸發(fā)器，求出電路狀態(tài)方程、輸出方程和驅(qū)動方程a. 確定觸發(fā)器類型，JK觸發(fā)器。b. 邏輯函數(shù)化簡，寫出狀態(tài)方程，輸出方程，驅(qū)動方程。n 1n 1n 1選用卡諾圖化簡的方法?？傻么螒B(tài)變量 Q2 ,Q1 ，Q0和輸出變量丫的卡諾圖,觸發(fā)器名稱選用三個CP下降沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器

12、74LS112兩個74LS08和兩個74LS00時鐘方程.狀態(tài)方程.驅(qū)動方程.輸出方程時鐘方程：CP=CP°=CP=CPn n1QQn、0001111000X1L0圖2.3輸出Y的卡諾圖Q 1Q000111100111000XXXXXX1101001110100圖2.4次態(tài)卡諾圖圖2.6 Q in+1的卡諾圖圖2.7 Qon+1的卡諾圖由卡諾圖得出的狀態(tài)Q；n 1Q1n 1QonQ1nQon nQ?Qon nQ1 Qon nQ2Q0n nQ2Q1由狀態(tài)得出的驅(qū)動方程J2n nQ2Q0K1n nQ2 Qon nQQ1Kon nQ2Q1由丫的卡諾圖求出輸出方程Y QOQ2Q1經(jīng)檢測，系統(tǒng)

13、可以自啟動設(shè)計的邏輯電路圖vccO2.5 V2.5 V2.5 VoUBA7ZA XinAlltttfttt2AMi*加74L SOO-DZGNOLI4A74LSOODILJ6A74LSQOOU6AHi74LS112DU10A圖2.8邏輯連接圖226實驗儀器(1) 數(shù)字原理實驗系統(tǒng)一臺(2) 集成電路芯片 74LS112D 74LS00D 74LSO8D 74AS04N 74AS32N實驗結(jié)論通過對串行序列的理解，分析設(shè)計出合理的狀態(tài)圖，確定所需芯片的種類和個數(shù)，根據(jù)狀態(tài)圖所得到的卡諾圖，確定各個方程，在實驗室連線即可驗證設(shè)計的正確性。該串行序 列101110通過在實驗臺上連線及電路的仿真可知其

14、設(shè)計合理正確。實驗中，應(yīng)該認真檢 查線路，遇到問題盡量自己解決，達到鍛煉自身能力的目的2.3 74161構(gòu)成異步清零CR端歸零二十四進制計數(shù)器課程設(shè)計目的1、了解計數(shù)器的工作原理和邏輯功能2、掌握計數(shù)器電路的分析，設(shè)計方法及應(yīng)用。3、學(xué)會正確使用集成芯片。實驗原理74161 :與74LS161同為計數(shù)芯片，功能一樣，可同步置零，也可異步清零，清零后繼續(xù) 從頭開始計數(shù)，從而實現(xiàn)不同進制的計數(shù)狀態(tài)。如圖10： CP是輸入計數(shù)脈沖，也就是加到各個觸發(fā)器的時間信號端的時鐘脈沖，CR是清零端；LD是置數(shù)控制端；D。D3是并行輸入數(shù)據(jù)端；CO是進位信號輸出端；Q。 Q4是計數(shù)器狀態(tài)輸出端。U4AQABQB

15、CQCDQDENPRCOENTLOAD CLRzCLK-2-0345141312111574LS161D圖 2.9 74LS161 芯片輸入輸出CRLDCTpCTtCPD。D1D2D3on1Q；1Q；1Q；1CO0XXXXXXXX0000010XX*tdod1d2d3dod1d2d31111tXXXX計數(shù)110XXXXXX保持11X0XXXXX保持0圖3.0 74161狀態(tài)表設(shè)計過程CP輸入脈沖集成芯片做成的控計數(shù)器不同進*制計數(shù)圖3.1設(shè)計總框圖將兩片74161級聯(lián)，由于74161采用異步清零方式，所以:S NS 2424 1011000CRQQ其它輸入端：LD1D o D1D2D30CTP0CTT01CTP1CTT1CO時鐘方程CR) CPCP233實驗儀器集成芯片74LS161 一片，74ALS00M與非門一片，LED燈五個，顯示器兩個實驗電路圖VCC11O25X5K200/lALSUQMU2.5 VOTZZJCka1ADCsUGDCD HEXDCO HEX1211圖3.1實驗接線圖圖3.2實驗仿真結(jié)果實驗結(jié)論通過對實驗儀器的理解與對實驗原理的正確運用，連接出如上所示的電路接線圖，經(jīng) multisim 仿真后可成功實現(xiàn)進制可控的計數(shù)狀態(tài)，分別為同步25進制、35進制，異步6進制。在這次課程設(shè)計中，我查閱了資料，詢問過老師，