數(shù)字電子技術課程設計-同步五進制加法計數(shù)器-D觸發(fā)器JK觸發(fā)器

1、長沙學院課程設計說明書題目同步五進制加法計數(shù)器系（部）電子與通信工程專業(yè)（班級）電氣工程及其自動化姓名黃明發(fā)學號 *指導教師 瞿要起止日期 5.21-5.25電氣工程及其自動化 2班 *數(shù)字電技術課程設計一一黃明發(fā)一一同步五進制加法計數(shù)器電氣工程及其自動化 2班一一*數(shù)字電技術課程設計一一黃明發(fā)一一同步五進制加法計數(shù)器數(shù)字電子技術課程設計任務書（5）系（部）：電子與通信工程系 專業(yè)：電氣工程及其自動化指導教師：瞿 n課題名稱同步五進制加法計數(shù)器電路設計設 計 內(nèi) 容 及 要 求試用觸發(fā)器設一個同步五進制加法計數(shù)器。應檢查是否具有自啟動 能力。設置一個復位按鈕和一個啟動按鈕。采用數(shù)碼管顯示計數(shù)器

2、的數(shù)值。設 計 工 作 量1、系統(tǒng)整體設計；2、系統(tǒng)設計及仿真；3、在Multisim或同類型電路設計軟件中進行仿真并進行演示；4、提交一份完整的課程設計說明書， 包括設計原理、仿真分析、調(diào)試過程， 參考文獻、設計總結等。進度安排起止日期（或時間量）設計內(nèi)容（或預期目標）備注第f課題介紹，答疑，收集材料第二天設計力泵論證第三天進行具體設計第四天進行具體設計第五天編寫設計說明書教研室 意見年 月日系（部）主 管領導意見年 月日長沙學院課程設計鑒定表姓名黃明發(fā)學號2010042213專業(yè)電氣工程及其自動 化班級2設計題目同步五進制加法計數(shù)器指導教師瞿黑指導教師意見：評定等級： 教師簽名： 日期：答

3、辯小組意見：評定等級： 答辯小組長簽名： 日期： 教研室總見：教研室主任簽名： 日期：系（部）意見：系主任簽名： 日期：說明 課程設計成績分“優(yōu)秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四類；目錄課程設計的目的4.課程設計內(nèi)容及要求 4.課程設計原理4.課程設計方案步驟 4.建立狀態(tài)圖5建立狀態(tài)表 5狀態(tài)圖化簡、分配，建立卡諾圖 5確定狀態(tài)方程以及激勵方程 5繪制邏輯圖，檢查自啟動能力 6繪制邏輯電路圖并仿真 6觀察時序電路邏輯分析儀，調(diào)節(jié)頻率 6課程設計的思考與疑問 7.課程設計總結8.參考文獻8.第5頁共9頁課程設計的目的其主要目的是通過本課程，培養(yǎng)、啟發(fā)學生的創(chuàng)造性思維，進一步理解數(shù)字系統(tǒng)的概

4、念，掌握小型數(shù) 字系統(tǒng)的設計方法，掌握小型數(shù)字系統(tǒng)的組裝和調(diào)試技術，掌握查閱有關資料的技能。課程設計內(nèi)容及要求設計一個小型數(shù)字電子系統(tǒng)一一同步五進制加法計數(shù)器電路。試用觸發(fā)器設計一個同步五進制加法計數(shù)器。應檢查是否具有自啟動能力。設置一個復位按鈕和一個啟動按鈕。采用數(shù)碼管顯示計數(shù)器的數(shù)值。課程設計原理計數(shù)器對時鐘脈沖進行計數(shù)，每來一次上升沿時鐘脈沖，計數(shù)器狀態(tài)改變一次，每五個時鐘脈沖完成D0DlD2由三個D觸發(fā)器輸出端Q的一個計數(shù)周期。原理圖如 A-1示，信號源同時接入三個 D觸發(fā)器（74LS74N）的，開關鍵Ji作為啟動按鈕 和暫停按鈕，開關鍵 J3則作為復位鍵，即數(shù)據(jù)清零按鈕。各驅動點組合

5、驅動。Q0nQln驅動觸發(fā)器D0, Q0n Q1n驅動觸發(fā)器Di, QlQ0則驅動觸發(fā)器 D2。三個觸發(fā)器的輸出端都連接到數(shù)碼管的接口上，信號源截一開關啟動，PR端接一雙鍵開關用來復位清零。74StQ7413EI.ML中刷ML ST即GND6 V 5 VMm-Qe”土同步五進制加法計數(shù)器圖A-1課程設計方案步驟建立狀態(tài)圖Q0Q1Q2建立狀態(tài)表無進制計數(shù)器共有 5個狀態(tài)，需要3個觸發(fā)器構成，按照狀態(tài)圖，寫出加法計數(shù)器的狀態(tài)表，如圖A-3。脈沖現(xiàn)態(tài)次態(tài)CPQ2 nQinQn0Q2n1Q1n1Q0n10000001100101020i001130i11004100000加法計數(shù)器狀態(tài)表 A-3狀態(tài)圖

6、化簡、分配，建立卡諾圖根據(jù)狀態(tài)圖/表，繪制卡諾圖，如表 B-1B-3Q2D0Q1Q0000111100100110xxXD0的卡諾圖B-1Q2D1Q1Q0000111100010110XXXD1的卡諾圖B-2Q2 D2 Q1Q0000111100001010XXXD2的卡諾圖B-3電氣工程及其自動化 2班一一*數(shù)字電技術課程設計一一黃明發(fā)一一同步五進制加法計數(shù)器確定狀態(tài)方程以及激勵方程n n n 1Do Q0 Q1 =Q0D1 (Q0nQ1n)=Q1n1D2 Q1nQ0n=Q2n 1繪制邏輯圖，檢查自啟動能力三個觸發(fā)器有23 8種情況，那么檢驗 5、6、7是否能進入自啟動的循環(huán)狀態(tài)圖中，將5、

7、6、7的BCD碼帶入激勵方程中，看能否進入循環(huán)圈內(nèi)，分析如下：5101代入方程Q0=0Q1=1Q2=0那么上升沿脈沖后為0106110代入方程Q0=0Q1=1Q2=0那么上升沿脈沖后為0107111代入方程Q0=0Q1=0Q2=1那么上升沿脈沖后為100由此可知，此計數(shù)器具有自啟動功能，所以可以繪制邏輯電路圖了；若是，代入激勵方程后，不能進 入循環(huán)狀態(tài)圖中，那么就得改變卡諾圖中，取任意狀態(tài)的5、6、7的狀態(tài)值，重新書寫激勵方程，知道能夠自啟動為止。繪制邏輯電路圖并仿真檢查方案有自啟動功能后，根據(jù)卡tg圖繪制邏輯電路圖，如圖 A-1示，依照邏輯電路圖，連接仿真電 路，連接好后，進行仿真，看能不能

8、達到效果，若是能實現(xiàn)從04的循環(huán)有序遞增的話，那么就算成功的完成了課程設計方案。否則，一切玩完，“game over” 了，檢查是否某個地方連接錯誤，或者是方案有問題，如果是，就得重新制定方案了。仿真效果圖如圖A-4邏輯電路仿真圖 A-4第6頁共9頁電氣工程及其自動化 2班 *數(shù)字電技術課程設計一一黃明發(fā)一一同步五進制加法計數(shù)器觀察時序電路邏輯分析儀，調(diào)節(jié)頻率分析時序圖與計數(shù)器的邏輯關系如圖A-5,觀察圖表中的數(shù)據(jù)，是否與邏輯分析儀顯示數(shù)據(jù)一致，可適當根據(jù)需要，調(diào)節(jié)時鐘頻率，然后記錄好數(shù)據(jù)，進行整理分析，以便后面總結。計數(shù)器邏輯分析圖 A-5課程設計的思考與疑問用其他觸發(fā)器（D觸發(fā)器除外）制作

9、五進制加法計數(shù)器又會是怎么樣的呢，后來我用了JK觸發(fā)器還有RS觸發(fā)器，因為T觸發(fā)器T '觸發(fā)器與D觸發(fā)器基本上差不多，所以就沒有在設計了。與此之外，我還在想我們此次做的事加1加法計數(shù)器，那么加 2直到加n,又會是怎么的呢？我做的是五進制的，那么 224進制的怎么做呢，甚至更高呢？我做的是同步計數(shù)器，那么異步的又如何呢？最后一個疑問就是如何實現(xiàn)既可變加數(shù)，又可變進制呢？單一變加數(shù)、單一變加數(shù)、兩者皆變？經(jīng)過一番思考，我解決了部分問題，還有部分問題，用觸發(fā)器從邏輯上來說，不符合經(jīng)濟要求，應該采用芯片，至少我是這樣認為的。下面我簡要說說我用JK觸發(fā)器設計的五進制計數(shù)器，原理圖如圖 A-6,和

10、用D觸發(fā)器設計的六進制觸發(fā)器，原理圖如圖A-7。1«.JK觸發(fā)器五進制圖 A-6D觸發(fā)器六進制圖 A-7課程設計總結我覺得這次課程設計還很成功，不像去年的課程設計，是經(jīng)過老師的知道才弄出來，今年完全是我自 己去查找資料，學習需要的東西，然后自主設計的。我是做同步加法計數(shù)器的，我查找了很多資料，后來 知道怎么設計，明確了設計思路，知道我需要什么。我繪制狀態(tài)圖、表，列出激勵方程，邏輯電路圖就出 來了。開始是沒有成功，數(shù)字沒有按預定的設計出來，順序亂了。我知道這是激勵方程有問題，后來我檢查 出問題，改正后，一切問題迎刃而解。這只是課程設計的第二天，我就完成了。但是我在想，我只是實現(xiàn) 加一的

11、計數(shù)器，那么加二、加三又怎么做呢，我思考了這個問題，結合加一計數(shù)器的設計，后來我明 白了。只要在加一時改為加二就可以變成加二計數(shù)器，甚至加三都沒問題。明確思路以后，我自己設計了 1-3-5-7-9、0-3-6-9算是把加一到加n的的計數(shù)器明白了。可變加數(shù)的計數(shù)器算是明白了，那么異步計數(shù)器又怎么弄呢，后來看看異步時序電路的設計思路，只 要把觸發(fā)器的輸出端作為下一個觸發(fā)器的輸入端，那么就能實現(xiàn)異步了哦。這個問題解決以后，我想我這 只是單一的計某一個數(shù)的計數(shù)器，那么可切換加數(shù)的計數(shù)器怎么弄呢。我仔細深思了這個問題，后來我只做出了加一和加二的切換，元器件還算是用的少，一旦我再加一個，也就是可切換三個，

12、元器件就得需要多一點了，依這么下去，我若可切換更多的話，豈不是需要很多 元器件，就算設計出來了也費了很多時間，而且成本很高，不劃算。后來我查找資料，可切換加數(shù)的的芯 片很多，只要搞幾個芯片來，組合一下就可以做出很多切換加數(shù)的計數(shù)器了。這個問題弄清楚了，那么可變進制的的計數(shù)器呢，我只是做出來二與五進制的切換，與上面一樣，只 是嘗試一下自己的想法，看看結果會是怎么樣的，也證實了我的猜想，應該需要很多觸發(fā)器才可以做成切 換多進制的的計數(shù)器。當然這個是需要芯片來完成更好，實惠實用沒那么復雜，不然市場上的芯片商就得 關門大吉了。嘿嘿，這次我?guī)椭瑢W設計計數(shù)器的其他進制計數(shù)器，很順利啊，我去了解了時鐘的設計， 同學把思路給我說了一遍，并給我講解了好幾遍，我基本上是弄明白了電子時鐘的設計。感謝瞿矍老師的耐心講解，同時也很感謝他為解決我用JK觸發(fā)器設計六進制是遇到問題，再就是也感