實驗(二)第7次課第13周P153J3

1、電工電子實驗（電工電子實驗（2）第）第7次課次課lP153J3P153J3lP150J2P150J2 一、一、P153J3用標準數(shù)字電路器件中的移位寄存器設用標準數(shù)字電路器件中的移位寄存器設計一個序列信號發(fā)生器，其輸入信號為計一個序列信號發(fā)生器，其輸入信號為時鐘時鐘CP，輸出信號為序列碼，輸出信號為序列碼F。實驗任。實驗任務要求是：務要求是：1.序列發(fā)生器模值序列發(fā)生器模值M=8：2.各個碼位上的碼值為各個碼位上的碼值為00011101，最，最右端碼位為最先輸出的低位：右端碼位為最先輸出的低位：3.測量時鐘信號測量時鐘信號CP和和F的波形。的波形。4.用一片用一片74194和其它器件實現(xiàn)和其它

2、器件實現(xiàn)實驗課題實驗課題P153J3-設計過程設計過程74194是是4位串入、并入位串入、并入-串出、并出雙向移存串出、并出雙向移存器。其功能表如下：器。其功能表如下： 功能功能輸輸 入入輸輸 出出CRM0M1CPDSRDSLD0D1D2D3Qn+10Qn+11Qn+12Qn+13清除清除00000并入并入111d0d1d2d3d0d1d2d3保持保持10Qn0Qn1Qn2Qn3100右移右移11011Qn0Qn1Qn211000Qn0Qn1Qn2左移左移1011Qn1Qn2Qn311010Qn1Qn2Qn30右移：低位往高位移、左移：高位往低位移右移：低位往高位移、左移：高位往低位移兩片兩片

3、74LS194級連，預置級連，預置“00011101”，使用右移，從，使用右移，從U2的的QD依次輸出依次輸出10111000，同時返送到，同時返送到U1的右移輸入端，的右移輸入端，使其不斷循環(huán)輸出。圖中使其不斷循環(huán)輸出。圖中J1置置 “1” （S1S0=“11”）時，）時，電路預置數(shù)。電路預置數(shù)。J1置置“0” （S1S0=“01”）時，進行右移。）時，進行右移。P153J3-設計過程設計過程-方法一方法一修改預置數(shù)為修改預置數(shù)為10111000，再改，再改S1S0=“10”，從，從U1的的QA依次輸出依次輸出10111000，同時返送到，同時返送到U2的左移輸入的左移輸入端，使其不斷循環(huán)，

4、實現(xiàn)左移輸出。端，使其不斷循環(huán)，實現(xiàn)左移輸出。此類電路需預置數(shù)后再啟動。為了避此類電路需預置數(shù)后再啟動。為了避免預置數(shù)（加電即可產(chǎn)生所需序列信免預置數(shù)（加電即可產(chǎn)生所需序列信號）可用一片號）可用一片74LS194外加組合電路外加組合電路（門電路或數(shù)據(jù)選擇器）設計。（門電路或數(shù)據(jù)選擇器）設計。P153J3-設計過程設計過程-方法一方法一 74LS194加組合電路設計：加組合電路設計： 1、確定數(shù)據(jù)移動方向，填寫狀態(tài)表。、確定數(shù)據(jù)移動方向，填寫狀態(tài)表。P153J3-設計過程設計過程-方法二方法二194QDQCQBQASR101110111011100110001000100010001010101

5、1右移：右移：S1S0=“01”，Q端的數(shù)低位向高端的數(shù)低位向高位移動，位移動， SR的的數(shù)送數(shù)送QA 。 QD先先輸出，輸出， QC、 QB 、 QA的輸出經(jīng)數(shù)據(jù)的輸出經(jīng)數(shù)據(jù)反饋電路后送反饋電路后送SR。 2、檢查、檢查QC 、 QB 、 QA 八組三位碼，無重八組三位碼，無重碼，取碼，取74194的低三位輸出端可行。若有的低三位輸出端可行。若有重碼，重碼，74194的輸出端取四位，按的輸出端取四位，按16種狀種狀態(tài)態(tài)填寫狀態(tài)表填寫狀態(tài)表。 3、根據(jù)狀態(tài)表，寫出、根據(jù)狀態(tài)表，寫出SR的邏輯表達式：的邏輯表達式：CBCBACASRQQQQQQQD 4、根據(jù)邏輯表達式畫出數(shù)據(jù)反饋電路。、根據(jù)邏輯

6、表達式畫出數(shù)據(jù)反饋電路。P153J3-設計過程設計過程-方法二方法二 5、數(shù)據(jù)反饋電路也可用、數(shù)據(jù)反饋電路也可用74151實現(xiàn)：實現(xiàn)：151/ABCD0= D2= D5= D6=1，其余為，其余為“0” /CBAD0= D2= D3= D5=1，其余為，其余為“0”194QDQCQBQASRl右移時右移時194194的低三的低三位輸出端連接位輸出端連接151151的地址端，最高的地址端，最高位不用，否則需位不用，否則需按按1616種狀態(tài)設計。種狀態(tài)設計。l151151的輸出端的輸出端W W連連接接194194的的SRSR端。端。101110111011100110001000100010001

7、0101011P153J3-設計過程設計過程-方法三方法三輸出輸出F可在可在74194的任一的任一Q端獲得，最端獲得，最好不用數(shù)據(jù)反饋電路的輸出端。因好不用數(shù)據(jù)反饋電路的輸出端。因74194的兩個或兩個以上的兩個或兩個以上Q端翻轉(zhuǎn)時有端翻轉(zhuǎn)時有延時（功能冒險），使得數(shù)據(jù)反饋電延時（功能冒險），使得數(shù)據(jù)反饋電路的輸出有路的輸出有“毛刺毛刺”。若若74194采用左移：采用左移：S1S0=“10”，Q端端的數(shù)高位向低位移動，的數(shù)高位向低位移動， SL的數(shù)送的數(shù)送QD 。 QA先輸出，先輸出， QD、 QC 、 QB的輸出經(jīng)數(shù)的輸出經(jīng)數(shù)據(jù)反饋電路后送據(jù)反饋電路后送SL。P153J3-設計過程設計過程-

8、方法三方法三151ABC/D0= D2= D3= D5=1，其余為，其余為“0”CBA/D0= D2= D5= D6=1，其余為，其余為“0”194SLQDQCQBQAl左移時左移時194194的高三位輸?shù)母呷惠敵龆诉B接出端連接151151的地址端，的地址端，最低位不用，否則需按最低位不用，否則需按1616種狀態(tài)設計。種狀態(tài)設計。l151151的輸出端的輸出端W W連接連接194194的的SLSL端。端。l也可根據(jù)狀態(tài)表寫出也可根據(jù)狀態(tài)表寫出SLSL的邏輯表達式，然后用的邏輯表達式，然后用門電路實現(xiàn)。門電路實現(xiàn)。1110101110001110001110001010001010011010

9、P153J3-設計過程設計過程-方法三方法三用雙蹤示波器同時觀測用雙蹤示波器同時觀測CP和和F 的波形。觸的波形。觸發(fā)信源應選擇發(fā)信源應選擇F 的通道。至少顯示的通道。至少顯示F 一個一個完整的周期。完整的周期。記錄波形時必須注意記錄波形時必須注意CP和和F 波形對應的時波形對應的時間關(guān)系。間關(guān)系。CP FP153J3-調(diào)測調(diào)測T用預置法設計一個計數(shù)電路。實驗要求是：用預置法設計一個計數(shù)電路。實驗要求是：M=7，并且具有自啟動特性；測試出，并且具有自啟動特性；測試出其各個輸出端波形的時間關(guān)系；測試其其各個輸出端波形的時間關(guān)系；測試其自啟動特性。自啟動特性。用模用模N的計數(shù)器構(gòu)成模的計數(shù)器構(gòu)成模

10、M的計數(shù)器的計數(shù)器(NM)，一般采用同步置數(shù)的方法?？刹捎弥米钚∫话悴捎猛街脭?shù)的方法?？刹捎弥米钚?shù)法、置數(shù)法、置“0”法和置最大數(shù)法?；舅悸贩ê椭米畲髷?shù)法。基本思路是是使計數(shù)器從預置狀態(tài)開始計數(shù)，當計到使計數(shù)器從預置狀態(tài)開始計數(shù)，當計到滿足模值為滿足模值為M的終止狀態(tài)時產(chǎn)生置數(shù)控制的終止狀態(tài)時產(chǎn)生置數(shù)控制信號，下一信號，下一CP周期進行置數(shù)，重復計數(shù)過周期進行置數(shù)，重復計數(shù)過程，從而實現(xiàn)模程，從而實現(xiàn)模M的計數(shù)。的計數(shù)。 二、二、 P150J2實驗課題實驗課題P150J2-設計過程設計過程74LS161是同步置數(shù)，異步清零十六進制是同步置數(shù)，異步清零十六進制（M=16）計數(shù)器，其功能表）

11、計數(shù)器，其功能表 如下如下CLRLOADENPENT CLKQD QC QB QA功能01 0 0 0 0異步清零10 D B C A同步并入1111000011118421計數(shù)110 1QnD QnB QnC QnA 保持RCO=RCOn110QnD QnB QnC QnA保持RCO= 0用用74161構(gòu)成模構(gòu)成模M計數(shù)器的示意圖計數(shù)器的示意圖P150J2-設計過程設計過程74LS161A B C DCPQD QC QB QA RCOP T CR反饋函數(shù)反饋函數(shù)LD預置數(shù)預置數(shù)“1”P150J2-設計過程設計過程置置“0”法：同步預置數(shù)為全法：同步預置數(shù)為全“0”。對于同步預置。對于同步預置

12、加計數(shù)器，加計數(shù)器，反饋狀態(tài)為（反饋狀態(tài)為（M1），本例中反饋狀，本例中反饋狀態(tài)為態(tài)為71=6，即計數(shù)器從，即計數(shù)器從“000”計到計到“0110”?？??？蓹z測檢測QC、QB為為“1”，與非反相后置數(shù)。，與非反相后置數(shù)。置最大數(shù)法：預置數(shù)為計數(shù)器工作循環(huán)中的最大置最大數(shù)法：預置數(shù)為計數(shù)器工作循環(huán)中的最大數(shù)，最大數(shù)數(shù)，最大數(shù)=N。對于同步預置加計數(shù)器，。對于同步預置加計數(shù)器，反饋狀反饋狀態(tài)為（態(tài)為（M2），本例中反饋狀態(tài)為，本例中反饋狀態(tài)為72=5，即計，即計數(shù)器從數(shù)器從“1111”計到計到“0101”?？蓪??？蓪D反相再和反相再和QC、QA為為“1”，與非反相后置數(shù)。，與非反相后置數(shù)。置最小

13、數(shù)法：同步預置最小數(shù)，置最小數(shù)法：同步預置最小數(shù)，最小數(shù)最小數(shù)=NM。本例中最小數(shù)。本例中最小數(shù)=16-7=9，即計數(shù)器，即計數(shù)器從從“1001”計到計到“1111”?？衫??？衫谩癛CO”經(jīng)經(jīng)反相后置數(shù)。電路最簡單。反相后置數(shù)。電路最簡單。以置以置“0”法為例：法為例：用雙蹤示波器同時觀測、記錄用雙蹤示波器同時觀測、記錄CP和和QC的波形。觸發(fā)信源應選擇的波形。觸發(fā)信源應選擇QC的通道。的通道。至少顯示至少顯示QC一個完整的周期，并注意一個完整的周期，并注意查驗、確認查驗、確認QC一個的周期的起始位置。一個的周期的起始位置。將觀測將觀測CP的探頭依次分別觀測、記錄的探頭依次分別觀測、記錄Q

14、B、QA波形。波形。 在示波器上在示波器上QB、 QA 一一個的周期的起始位置和個的周期的起始位置和QC的起始位置的起始位置相同。相同。記錄波形時必須注意記錄波形時必須注意CP、 QC 、 QB、 QA各波形的時間關(guān)系。各波形的時間關(guān)系。P150J2-調(diào)測調(diào)測使用數(shù)字示波器注意事項使用數(shù)字示波器注意事項使用數(shù)字示波器同時觀測兩路數(shù)字信號時應遵循以下使用數(shù)字示波器同時觀測兩路數(shù)字信號時應遵循以下基本操作規(guī)則：基本操作規(guī)則：各通道的輸入耦合方式置各通道的輸入耦合方式置“直流直流” 兩路信號分上、下半屏顯示，勿重疊。認清各通道兩路信號分上、下半屏顯示，勿重疊。認清各通道的橫坐標位置。的橫坐標位置。各通道的垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度置各通道的垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度置1V2V /div。水平偏轉(zhuǎn)靈敏度應調(diào)整到