數(shù)電加法計(jì)數(shù)器 無(wú)效態(tài) 000 101

1、目錄1課程設(shè)計(jì)目的與作用11.1課程設(shè)計(jì)任務(wù)12軟件環(huán)境介紹13三位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（無(wú)效態(tài)：000 101）13.1基本原理13.2設(shè)計(jì)過(guò)程23.3邏輯電路圖53.4仿真結(jié)果54串行序列檢測(cè)器設(shè)計(jì)（檢查信號(hào)0101）84.1串行序列檢測(cè)器狀態(tài)圖84.2設(shè)計(jì)過(guò)程84.3邏輯電路圖114.4仿真結(jié)果115 12及7進(jìn)制可控計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)135.1基本原理135.2設(shè)計(jì)過(guò)程135.3邏輯電路圖155.4仿真結(jié)果166設(shè)計(jì)總結(jié)與體會(huì)197參考文獻(xiàn)191課程設(shè)計(jì)目的與作用(1) 熟練掌握三位二進(jìn)制加法器的設(shè)計(jì)和檢測(cè)。(2） 學(xué)習(xí)并掌握信號(hào)的簡(jiǎn)單檢測(cè)以及其電路的設(shè)計(jì)。(3) 學(xué)會(huì)利用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)不同要求的電

2、路以實(shí)現(xiàn)不同的邏輯功能。 (4） 熟練multisim的操作技能。1.1課程設(shè)計(jì)任務(wù)(1)三位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（無(wú)效態(tài)：000 101）(2)串行序列檢測(cè)器（檢測(cè)序列：0101）(3)12及7進(jìn)制可控計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)及仿真2軟件環(huán)境介紹Multisim是加拿大IIT公司推出的基于Wendows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(kù)和品種繁多的虛擬儀器，以及強(qiáng)大的分析功能等特點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。針對(duì)不同的用戶，提供了多種版本，如學(xué)生版，教育版，個(gè)人版和超級(jí)專業(yè)版等。其中教育版適合高等學(xué)校的教學(xué)使用。啟動(dòng)Multisim后，屏幕上顯示主界面。主界面主要由菜單

3、欄，系統(tǒng)工具欄，系統(tǒng)設(shè)計(jì)欄，設(shè)計(jì)工具欄，元件工具欄，儀器工具欄，使用中元件列表，仿真開(kāi)關(guān)，狀態(tài)欄以及電路圖編輯窗口等組成。3三位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（無(wú)效態(tài)：000 101）3.1基本原理計(jì)數(shù)器是利用統(tǒng)計(jì)脈沖個(gè)數(shù)的電路，是組成數(shù)字電路和計(jì)算機(jī)電路的基本時(shí)序部件，計(jì)數(shù)器按長(zhǎng)短可分為：二進(jìn)制，十進(jìn)制和N進(jìn)制計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器不僅有加法計(jì)數(shù)器，也有減法計(jì)數(shù)器。如果一個(gè)計(jì)數(shù)器既能完成累加計(jì)數(shù)的功能，又能完成遞減的功能，則稱其為可逆計(jì)數(shù)器。同步計(jì)數(shù)器：當(dāng)輸入計(jì)數(shù)脈沖到來(lái)時(shí)，要更新?tīng)顟B(tài)的觸發(fā)器都是同時(shí)翻轉(zhuǎn)的計(jì)數(shù)器，叫做同步計(jì)數(shù)器。 3.2設(shè)計(jì)過(guò)程001 /0010 /0 011 /0100 /0110 /0111

4、/1 圖3.2三位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)圖（1）選擇觸發(fā)器由于JK觸發(fā)器功能齊全、使用靈活，故選用3個(gè)下降沿JK觸發(fā)器。（2）求時(shí)鐘方程CP0=CP1=CP2=CP（3）求輸出方程 輸出方程的卡諾圖為： Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10XXX010100011110XXX001111 0 1圖3.2.2輸出方程次態(tài)卡諾圖輸出方程為：Y= Q2nQ0n(4) 狀態(tài)方程：次態(tài)卡諾圖： Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10X0101X01 0 1 圖3.2.3 Q2N+1的次態(tài)卡諾圖 Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10X1 0 1 1 X 0 1 0 1 圖3.2.4 Q

5、1N+1的次態(tài)卡諾圖 Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10X0 0 1 0 X 1 1 0 1 圖3.2.5 Q0N+1的次態(tài)卡諾圖狀態(tài)方程： Q2n+1=Q2nQ1nQ0n + Q2nQ0n Q1n+1=Q1n+Q0nQ1n Q0n+1=Q2nQ0n+Q1nQ0n(5) 驅(qū)動(dòng)方程為:J2=Q1nQ0n J1=1 J0=Q1nK2=Q0n K1=Q0n K0=Q2n(6) 檢查能否自啟動(dòng)無(wú)效態(tài)（000,101）000001 010111所以能自啟動(dòng)。(7) 仿真結(jié)果分析按動(dòng)時(shí)鐘脈沖開(kāi)關(guān)，觀察三個(gè)指示燈的變化情況，并將結(jié)果與理論值與真值表比較。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中集成芯片74LS112的16腳接5

6、V直流電源，8腳接地：集成芯片74LS00和74LS08的14腳接5V直流電源，7腳接地。最后結(jié)果：CPQ2Q1Q0Q2n+1Q1n+1Q0n+11001010201001130111004100110511011161110013.3邏輯電路圖圖3.3 三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器邏輯電路圖3.4仿真結(jié)果圖3.4.1 三位二進(jìn)制狀態(tài)001狀態(tài) 圖3.4.2 三位二進(jìn)制010狀態(tài)仿真圖3.4.3 三位二進(jìn)制011狀態(tài)仿真 圖3.4.4 三位二進(jìn)制100狀態(tài)仿真圖3.4.5 三位二進(jìn)制110狀態(tài)仿真圖3.4.6 三位二進(jìn)制111狀態(tài)仿真4串行序列檢測(cè)器設(shè)計(jì)（檢查信號(hào)0101）4.1串行序列檢測(cè)器狀態(tài)

7、圖1/0： 0/0 S0(00) 0/0 S1(01) 1/0 S2(10) 0/0 S4(11)1/0 0/0 1/14.2設(shè)計(jì)過(guò)程(1) 選擇觸發(fā)器由于JK觸發(fā)器功能齊全、使用靈活，故選用2個(gè)下降沿JK觸發(fā)器。(2) 求時(shí)鐘方程CP0=CP1=CP(3) 求輸出方程輸出方程的卡諾圖為： Q1nQ0n Xn 00 01 11 1000 0 0 0 0 1 0 0 1 圖1.12 輸出方程卡諾圖輸出方程為 Y= X Q1nQ0n(4) 狀態(tài)方程： 電路次態(tài)卡諾圖： Q1nQ0n X 00 01 11 100101 01 11 00 10 00 00 0 1 圖1.13 電路次態(tài)卡諾圖Q1N+1

8、的次態(tài)卡諾圖為Q1nQ0n X 00 01 11 1000 0 1 0 1 0 0 0 1 圖1.14 Q1N+1的次態(tài)卡諾圖Q0N+的次態(tài)卡諾圖 Q1nQ0n X 00 01 11 1011 1 1 0 0 0 0 0 1 1.15 Q0N+1的次態(tài)卡諾圖 狀態(tài)方程： Q1n+1=XQonQ1n+XQ0nQ1n Q0n+1=XQ0n+XQ0n（5）驅(qū)動(dòng)方程為: J1=XQ0n J0= X k1=XQ0n k0= X （6）結(jié)果分析按動(dòng)時(shí)鐘脈沖開(kāi)關(guān)，觀察三個(gè)指示燈的變化情況，并將結(jié)果與理論值與真值表比較。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中集成芯片74LS112的16腳接5V直流電源，8腳接地。集成芯片74LS00、7

9、4LS11和74LS08的14腳接5V直流電源，7腳接地。RD SP都置1 CPK Q1Q0Y10 01021 10030 1101 1114.3邏輯電路圖 圖4.3 串行序列檢測(cè)器邏輯電路圖4.4仿真結(jié)果 圖4.4.1 X=0 Q1Q0 =01 Y=0仿真圖 圖4.4.2 X=1 Q1Q0 =10 Y=0仿真圖 圖4.4.3 X=0 Q1Q0 =11 Y=0仿真圖 圖4.4.4 X=1 Q1Q0 =11 Y=1仿真圖5 12及7進(jìn)制可控計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)5.1基本原理用一片74161芯片設(shè)計(jì)12及7進(jìn)制計(jì)數(shù)器時(shí)，分別采用同步置數(shù)端和異步清零端，然后在通過(guò)開(kāi)關(guān)控制使計(jì)數(shù)器變成12或者7計(jì)數(shù)的功能，從而

10、完成12及7進(jìn)制可控計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)。5.2設(shè)計(jì)過(guò)程(1) 用74161的同步置數(shù)端完成12進(jìn)制可控計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)：寫出的二進(jìn)制代碼：歸零邏輯： (2) 用74161的異步清零端完成7進(jìn)制可控計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)：求歸零邏輯：(3) 結(jié)果分析CPK屏幕顯示數(shù)字計(jì)數(shù)10 11202230334044505560667077808890991001010110111112001211112122313341445155616671075.3邏輯電路圖 圖5.3 12及7進(jìn)制可控計(jì)數(shù)器邏輯電路圖5.4仿真結(jié)果 圖5.4.1 12進(jìn)制可控計(jì)數(shù)器8狀態(tài)仿真 圖5.4.2 12進(jìn)制可控計(jì)數(shù)器10狀態(tài)仿真 圖5.4.3

11、12進(jìn)制可控計(jì)數(shù)器11狀態(tài)仿真圖5.4.4 7進(jìn)制可控計(jì)數(shù)器1狀態(tài)仿真圖5.4.5 7進(jìn)制可控計(jì)數(shù)器3狀態(tài)仿真圖5.4.6 7進(jìn)制可控計(jì)數(shù)器5狀態(tài)仿真6設(shè)計(jì)總結(jié)與體會(huì)通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)計(jì)數(shù)器方面的知識(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中雖然遇到了一些問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了實(shí)驗(yàn)前我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足，認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)前一定要按老師的要求認(rèn)真預(yù)習(xí)，這樣不僅有利于自己對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解，而且可以更好地完成實(shí)驗(yàn)，還能夠加強(qiáng)自己對(duì)相關(guān)課程的理解，這對(duì)自己學(xué)習(xí)是非常有用的。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，不斷有新的小錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。這次課程設(shè)

12、計(jì)終于順利完成了，通過(guò)這次親自實(shí)踐，我也從中學(xué)會(huì)了如何在multisim軟件環(huán)境下仿真電子電路。實(shí)踐出真知，通過(guò)親自動(dòng)手制作，使我們掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。7參考文獻(xiàn)1 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程.余孟嘗主編.第三版.高等教育出版社，2006. 2 數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書.張利萍，張群芳.信息學(xué)院數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)室成 績(jī) 評(píng) 定 表學(xué)生姓名王軻班級(jí)學(xué)號(hào)1203010306專 業(yè)自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)題目數(shù)字電子課程設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)組長(zhǎng)簽字：成績(jī)?nèi)掌?2014 年 月 日 課程設(shè)計(jì)任務(wù)學(xué) 院信息科學(xué)與工程學(xué)院專 業(yè) 自動(dòng)化學(xué)生姓名王軻班級(jí)學(xué)號(hào) 1203010306課程設(shè)計(jì)題目1、三位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（無(wú)效態(tài)：000 101）2、串行序列檢測(cè)器（檢測(cè)序列：0101）3、12及7進(jìn)制可控計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)及仿真內(nèi)容及要求：(1)通過(guò)理論分析計(jì)算得出構(gòu)建電路所需的未知量；(2)在實(shí)驗(yàn)箱上根據(jù)計(jì)算結(jié)果連接并調(diào)試電路(3)采用multism仿真軟件建立電路模型，給出仿真結(jié)果并分析第一周：數(shù)字電子設(shè)計(jì)第1天：1. 布置課程設(shè)計(jì)題目及任務(wù)。2. 查找文獻(xiàn)、資料，確立設(shè)計(jì)方案。第23天：1. 安裝multisim軟件，熟悉multisim軟件仿真