Moore型同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)與分析_第1頁(yè)
Moore型同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)與分析_第2頁(yè)
Moore型同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)與分析_第3頁(yè)
Moore型同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)與分析_第4頁(yè)
Moore型同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)與分析_第5頁(yè)
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1、實(shí)驗(yàn)九 Moore型同步時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)22920132203686 薛清文 周2下午實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1. 同步時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)方法2. D,JK觸發(fā)器的特性機(jī)器檢測(cè)方法。2. 掌握時(shí)序邏輯電路的測(cè)試方法。3. 了解時(shí)序電路自啟動(dòng)設(shè)計(jì)方法。4. 了解同步時(shí)序電路狀態(tài)編碼對(duì)電路優(yōu)化作用。二 實(shí)驗(yàn)原理:2、1. Moore同步時(shí)序邏輯電路的分析方法: 時(shí)序邏輯電路的分析,按照電路圖(邏輯圖),選擇芯片,根據(jù)芯片管腳,在邏輯圖上標(biāo)明管腳號(hào);搭接電路后,根據(jù)電路要求輸入時(shí)鐘信號(hào)(單脈沖信號(hào)或連續(xù)脈沖信號(hào)),求出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖或時(shí)序圖(工作波形),從中分析出電路的功能。2. Moor

2、e同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法:(1) 分析題意,求出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。(2) 狀態(tài)分析化簡(jiǎn):確定等價(jià)狀態(tài),電路中的等價(jià)狀態(tài)可合并為一個(gè)狀態(tài)。(3) 重新確定電路狀態(tài)數(shù)N,求出觸發(fā)器數(shù)n,觸發(fā)器數(shù)按下列公式求:2n-1N 2n(N為狀態(tài)數(shù)、n為觸發(fā)器數(shù))。(4) 觸發(fā)器選型(D、JK)。(5) 狀態(tài)編碼,列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表,求出狀態(tài)方程、驅(qū)動(dòng)方程。(6) 畫(huà)出時(shí)序電路圖。(7) 時(shí)序狀態(tài)檢驗(yàn),當(dāng)N 2n時(shí),應(yīng)進(jìn)行空轉(zhuǎn)檢驗(yàn),以免電路進(jìn)入無(wú)效狀態(tài)不能啟動(dòng)。(8) 功能仿真,時(shí)序仿真。3. 同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)舉例:試用D觸發(fā)器設(shè)421碼模5加法計(jì)數(shù)器。(1) 分析題意:由于是模5(421碼)加法計(jì)數(shù)器,其狀

3、態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖1所示:(2) 狀態(tài)轉(zhuǎn)換化簡(jiǎn):由題意得該電路無(wú)等價(jià)狀態(tài)。(3) 確定觸發(fā)器數(shù):根據(jù),2n-1N 2n,n=3。(4) 觸發(fā)器選型:選擇D觸發(fā)器。(5) 狀態(tài)編碼:Q3、Q2、Q1按421碼規(guī)律變化。(6) 列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表,如表1.(7) 利用卡諾圖如圖2,求狀態(tài)方程、驅(qū)動(dòng)方程。(8) 自啟動(dòng)檢驗(yàn):將各無(wú)效狀態(tài)代入狀態(tài)方程,分析狀態(tài)轉(zhuǎn)換情況,畫(huà)出完整的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖,如圖3所示,檢查是否能自啟動(dòng)。(9) 畫(huà)出邏輯圖,如圖4 所示。3、 實(shí)驗(yàn)儀器:1. 示波器1臺(tái)。2. 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器1臺(tái)。3. 數(shù)字萬(wàn)用表1臺(tái)。4. 多功能電路實(shí)驗(yàn)箱1臺(tái);4、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:一 模5(421碼)(基于D觸發(fā)器

4、)加法計(jì)數(shù)器功能檢驗(yàn):按圖搭接電路,Cp接單脈沖信號(hào)P+,Q3Q2Q1分別接邏輯指示燈L3L2L1,接邏輯開(kāi)關(guān)K12,、分別接邏輯開(kāi)關(guān)K1、K2、K3;接通電源后利用使計(jì)數(shù)器復(fù)位后,加單脈沖,觀察計(jì)數(shù)器工作情況,寫(xiě)出時(shí)序表。1 可通過(guò)脈沖發(fā)生器進(jìn)入各種狀態(tài)。然后按單脈沖信號(hào)可觀察L3L2L1的亮暗來(lái)對(duì)比完整的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖是否正確。2 接入單脈沖,觀察信號(hào)燈指示情況。二 模5(421碼)(基于JK觸發(fā)器)加法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì):1. 由D觸發(fā)器分析得到狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖得知化簡(jiǎn)后沒(méi)有等價(jià)狀態(tài)2. 確定觸發(fā)器數(shù)為n=33. 列出JK觸發(fā)器功能表和特征方程4. 根據(jù)要求,結(jié)合功能表列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 5畫(huà)出卡諾圖,化簡(jiǎn)

5、得到驅(qū)動(dòng)方程6.經(jīng)過(guò)檢驗(yàn),無(wú)效狀態(tài)代入狀態(tài)方程后,可以自啟動(dòng)7Multisim仿真Q1與CP Q2與CPQ3與CP六實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象及解決方法1.仿真時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題:當(dāng)有4個(gè)不同的信號(hào)需要同時(shí)對(duì)比波形時(shí),出現(xiàn)波形偏移,無(wú)法確定基準(zhǔn)點(diǎn)解決:采用外觸發(fā)源,使用Q3作為基準(zhǔn),使用三次雙蹤示波器觀察并作圖2.在卡諾圖中確定K3時(shí),采用了D觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)中的結(jié)果,而未使用K3=X(任意值),為了保證設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)方程能夠明確保證自啟動(dòng)3. 遇到脈沖發(fā)生器按鈕不穩(wěn)定,點(diǎn)一下發(fā)出N多脈沖的情況,在老師指導(dǎo)下采用函數(shù)發(fā)生器發(fā)出1HZ方波代替,穩(wěn)定性驟增4. 關(guān)于Rd與Sd,必須將其準(zhǔn)確置1,否則懸空時(shí)在實(shí)驗(yàn)中和模擬時(shí)不一樣。七思考題與反饋1.若Rd與Sd懸空,會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的高電位,因?yàn)門(mén)TL的特性,懸空時(shí)為高電位,但是會(huì)受到實(shí)驗(yàn)環(huán)境中的電磁波干擾,以致其不穩(wěn)定,會(huì)突然跳變2.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,遇到之前數(shù)電沒(méi)學(xué)懂的知識(shí),比如Qn與驅(qū)動(dòng)方程的關(guān)系,為何要這樣做,親自實(shí)踐后對(duì)于課本知識(shí)的感悟更深刻,記憶更牢固3.在同步時(shí)序邏輯電路中,加入時(shí)鐘信號(hào)但是電路并沒(méi)有按照設(shè)計(jì)時(shí)序變動(dòng)。此時(shí)首先應(yīng)該考

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