數(shù)電課設(shè)三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器序列信號(hào)發(fā)生器串行序列檢測器電路設(shè)計(jì)方案

第一局部數(shù)字電子課程設(shè)計(jì)專業(yè)

楊飛

班級(jí)學(xué)號(hào)

1003010524評(píng)語組長簽字：成績?nèi)掌?20 年月日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院

信息科學(xué)與工程學(xué)院楊飛

專業(yè)

自動(dòng)化10030105241.三位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器〔無效態(tài)：001，110〕序列信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)〔100101〕實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù):數(shù)字電子局部承受multisim仿真軟件建立電路模型；對電路進(jìn)展理論分析、計(jì)算；multisim工作打算與進(jìn)度安排:1布置課程設(shè)計(jì)題目及任務(wù)。2-3安裝multisim軟件，生疏multisim軟件仿真環(huán)境。45課程設(shè)計(jì)結(jié)果驗(yàn)收。針對課程設(shè)計(jì)題目進(jìn)展辯論。完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。指導(dǎo)教師： 專業(yè)負(fù)責(zé)人： 學(xué)院教學(xué)副院長：201年月日201 年月日 201 年月日名目\l“_TOC_250011“課程設(shè)計(jì)的目的與作用 1\l“_TOC_250010“設(shè)計(jì)目的及設(shè)計(jì)思想 1設(shè)計(jì)的作用 1設(shè)計(jì)的任務(wù) 1\l“_TOC_250009“所用multisim軟件環(huán)境介紹 1三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì) 3\l“_TOC_250008“根本原理 3\l“_TOC_250007“設(shè)計(jì)過程 3序列信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì) 6根本原理 6設(shè)計(jì)過程 6串行序列檢測器電路設(shè)計(jì) 7\l“_TOC_250006“根本原理 7\l“_TOC_250005“設(shè)計(jì)過程 8\l“_TOC_250004“仿真結(jié)果分析 11\l“_TOC_250003“三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器仿真 11\l“_TOC_250002“序列信號(hào)發(fā)生器〔發(fā)生序列100101〕的仿真 140110串行序列檢測器電路設(shè)計(jì) 17\l“_TOC_250001“設(shè)計(jì)總結(jié)和體會(huì) 23\l“_TOC_250000“參考文獻(xiàn) 23課程設(shè)計(jì)的目的與作用設(shè)計(jì)目的及設(shè)計(jì)思想理解,進(jìn)一步穩(wěn)固課堂上學(xué)到的理論學(xué)問。了解計(jì)數(shù)器和序列信號(hào)發(fā)生器的工作原理。設(shè)計(jì)作用通過multisim學(xué)會(huì)分析仿真結(jié)果的正確性，與理論計(jì)算值進(jìn)展比較。通過課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)動(dòng)手，動(dòng)腦的力氣。設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，要求無效狀態(tài)為001,110。設(shè)計(jì)一個(gè)序列信號(hào)發(fā)生器，要求發(fā)生序列100101。所用multisim軟件環(huán)境介紹multisim〔InterrativeImageTechnologiesLtd〕推出的基于Windows器件庫和品種繁多的虛擬儀器，以及強(qiáng)大的分析功能等特點(diǎn)，因而得到了廣泛的引用。業(yè)版。其中教育版適合高校的教學(xué)使用。Multisim7Multisim，就會(huì)看到其主界面，主要是由菜單欄、系統(tǒng)工2.2.173D示，比較形象、直觀.。Multisim72.2.22.1multisimMultisim7172.2.32.2multisim2.3三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)電路根本原理無效狀態(tài)為000,110。000 010 011 100 101 111排列QnQnQn設(shè)計(jì)過程

2 1 0a．選擇觸發(fā)器3CPJK器。b．求時(shí)鐘方程承受同步方案，故取CPCP0 1

CP2

CP (1-1〕c．求狀態(tài)方程1-11-2Qn+1Qn+1Qn+1卡諾圖。再分解開便可以得到如圖1-3所示各觸發(fā)器的卡諾圖。

2 1 0Qn000111102010×××100011101111000×××1 03.2Q1 0QnQn

2 1 01 0n00n0001111020×10110×Qn+1的卡諾圖21 0n00101×110101010×2Qn+1的卡諾圖11 0n000101×11010110×2Qn+1的卡諾圖03.3明顯，由圖2-3所示各卡諾圖便可以很簡潔的得到Qn1QnQnQnQnQnQn 0 2 0 1 0 1 0 n n n nQn1QQ QQnQnQ

〔2-2〕1 2 1 1 0 1 0Qn1

QnQnQnQn 2 2 1 2 0⑵．求驅(qū)動(dòng)方程JKQn1JQKQ變換狀態(tài)方程，使之與式〔2-3〕的形式全都

〔2-3〕0Qn10

(QnQn)Qn

QnQn

Qn

10QnQn10

QnQn2101021021010210Qn1(QnQn)QnQnQnQnQnQnQnQn

(2-4)1 2 0 1 0

2 0 1 0 1Qn1

QnQnQnQn 2 0 2 1 2比較特性方程求驅(qū)動(dòng)方程J QnQn,K Qn02 1 0 10J QnQn,K Qn

(2-5)1 2 0 1 0J Qn,K2 0

Qn1⑶．畫規(guī)律電路圖2-4規(guī)律電路圖。3.4⑷．檢查電路能否自啟動(dòng)001010,110111，可見在CP能夠自啟動(dòng)。序列信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)〔發(fā)生序列100101〕根本原理X。設(shè)計(jì)過程序列發(fā)生器〔發(fā)生序列100101〕的特性表Qn2Qn1QnY00010100011010011010111104.10輸出方程YQnQnQnQnQnQnQnQn1 0 2 1 1 0 2 1設(shè)計(jì)電路圖以很簡潔的觀看這個(gè)序列的變化。4.2序列信號(hào)發(fā)生器規(guī)律圖5.0110根本原理0110”序列信號(hào)。設(shè)計(jì)步驟如下。⑴．規(guī)律抽象，畫出電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖輸入變量用XX=00，X=11。輸出變量用Z示，Z=10110，Z=04S~S表示0 3各電路狀態(tài)的含義S00S001S012S0113頭表示在一個(gè)脈沖作用下，電路轉(zhuǎn)換方向和結(jié)果；斜線上方和下方的數(shù)字表示轉(zhuǎn)換前輸入，輸出變量的值.0/0/0/0/0/0/1/1/S0 S1 S2 0/1/1/5.1電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖從圖中知，檢測器的輸出不僅取決于輸入變量，而且還取決于電路的當(dāng)前狀態(tài)。5.3〔1〕狀態(tài)安排，列出電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換表a．確定觸發(fā)器的數(shù)目M=4，代入2n-1M2nn=2，電路需要兩個(gè)觸發(fā)器。b．電路狀態(tài)編碼S~S用兩個(gè)觸發(fā)器的狀態(tài)組合QQS~S

。0 3 1 0 0 3c．列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表10101S0~S31010輸入變量表1 0110序列信號(hào)檢測器電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)變量初態(tài) 狀態(tài)變量次態(tài)輸出變量XQ Q Qn1 Qn1Z00 0 0 1010 0 0 0000 1 0 1010 1 1 1001 1 0 101101111100100010010a．確定觸發(fā)器類型，JK觸發(fā)器。b．規(guī)律函數(shù)化簡，寫出狀態(tài)方程，輸出方程，驅(qū)動(dòng)方程。1Qn1Qn1和輸出變1 01 0Qn00011110201/001/001/001/100/011/010/000/05.2Qn1Qn1Z1 023Qn1Qn1，Z1-71 00200001011010001101QnQn

a．Qn11200101111110101001n2QnQ1n20Q

b．Qn1000 01 11 100001000100005.35.3X，Q，Q1 0狀態(tài)方程

表示現(xiàn)態(tài)變量，并作為輸入變量，進(jìn)展化簡后，得到電路 Qn1XQ QQ XQQXQQ1000100101 0 1 1 0 0 1 100010010

〔5-1〕0010Qn10010

XQQ

X Q

Q QQ

XQ

XQ Q

XQ

XQQ電路輸出方程ZXQQ

(2-2)1 0將式〔2-1〕JK觸發(fā)器特性方程Qn1JQKQ進(jìn)展比較，得到兩個(gè)觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程J1

XQ,K0

XQ0 (5-2)J0

X,K0

XQ1⑶．畫出規(guī)律電路圖依據(jù)式5-1〕,式〔5-201101-85.4.0110仿真結(jié)果分析三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器仿真Multisim106.1?！?〕000〔2〕010〔3〕011〔4〕100〔5〕101(6)1116.1序列信號(hào)發(fā)生器〔發(fā)生序列100101〕的仿真Multisim10〔100101〕6.21