利用MSI設(shè)計(jì)組合邏輯電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、利用MSI設(shè)計(jì)組合邏輯電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握時(shí)序電路的設(shè)計(jì)2、熟練運(yùn)用JK觸發(fā)器二、實(shí)驗(yàn)儀器及器件1. 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱、數(shù)字萬(wàn)用表、示波器。2. 器件：74LS48，74LS197，74LS153，各種邏輯門三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容內(nèi)容一：1、 問題描述（1）利用JK觸發(fā)器，設(shè)計(jì)具備完整功能74LS197的模塊電路（2）設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)，能夠比較74LS197芯片與自行設(shè)計(jì)的模塊電路具備完全相同的功能2、設(shè)計(jì)分析（1）關(guān)于74LS197MR 是異步清零端；PL是計(jì)數(shù)和置數(shù)控制端；CLK1和CLK2是兩組時(shí)鐘脈沖輸入端。D0D3 是并行輸入數(shù)據(jù)端；Q0Q3是計(jì)數(shù)器狀態(tài)輸出端。74LS197 具有以下功

2、能： A、 清零功能 當(dāng) MR=0 時(shí)，計(jì)數(shù)器異步清零。B、 置數(shù)功能 當(dāng) MR=1，PL=0，計(jì)數(shù)器異步置數(shù)，預(yù)置功能，Q0-Q3與D0-D3一致。 C、PL=MR=1，clock由CLK1輸入，CLK2與Q0相連，得到二、四、八、十六分頻。（2） JK觸發(fā)器本實(shí)驗(yàn)中僅使用JK狀態(tài)相同的情況，即保持和計(jì)數(shù)翻轉(zhuǎn)。（3）74ls197中的CLK1和CLK2分別對(duì)應(yīng)于兩個(gè)JK觸發(fā)器中的CLK，另外另個(gè)JK觸發(fā)器的CLK與JK觸發(fā)的Q級(jí)聯(lián)。3、 邏輯圖4、 比較測(cè)試（1） MR為0時(shí)，不管CLK1/CLK2如何，均清零。測(cè)試程序如下：波形結(jié)果如下：如圖中所示，黃色部分為74ls197波形圖，藍(lán)色為模

3、塊電路波形圖。兩波形圖一致，輸出均為低電平，驗(yàn)證正確。（2） MR=1,PL=0，并行送數(shù)狀態(tài)，Q與對(duì)應(yīng)D一致測(cè)試程序如下：波形結(jié)果如下：（3） PL=MR=1，clock由CLK1輸入，CLK2與Q0相連，得到二、四、八、十六分頻。測(cè)試程序如下：波形結(jié)果如下：如圖中所示，黃色部分為74ls197波形圖，藍(lán)色為模塊電路波形圖。兩波形圖一致，輸出均為16進(jìn)制計(jì)數(shù)，驗(yàn)證正確。內(nèi)容二：1、 問題描述（1）利用JK觸發(fā)器，設(shè)計(jì)具備完整功能74LS194的模塊電路（2）設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)，能夠比較74LS194芯片與自行設(shè)計(jì)的模塊電路具備完全相同的功能。2、設(shè)計(jì)分析（1）74LS194為移位寄存器。它具有左移

4、、右移，并行送數(shù)、保持及清除等五項(xiàng)功能。其引腳圖如右圖所示。其中MR為清除端，CP為時(shí)鐘輸入端，S0、S1為狀態(tài)控制端，SR為右移數(shù)據(jù)串行輸入端，SL為左移數(shù)據(jù)輸入端，D0、D1、D2、D3位并行數(shù)據(jù)輸入端，Q0、Q1、Q2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端。其功能表如下圖所示：（2）根據(jù)S0、S1為狀態(tài)控制端，以及不同情況下對(duì)應(yīng)的功能，采用4選1的數(shù)據(jù)選擇器比較合適。因?yàn)?4ls194有4個(gè)輸出，所以需要4位4選一的數(shù)據(jù)選擇器，故本實(shí)驗(yàn)中用了兩個(gè)74ls153數(shù)據(jù)選擇器和4個(gè)JK觸發(fā)器。（3）本實(shí)驗(yàn)中使用的JK觸發(fā)器為下降沿觸發(fā)，相反，74ls194為上升沿觸發(fā)，所以在JK觸發(fā)器的CLK端之前加一個(gè)反相器，

5、就可以使得制作的“194”的上升沿為JK觸發(fā)器的下降沿。（4）將S0、S1作為74ls153的A、B，同為狀態(tài)選擇端，針對(duì)各種狀態(tài)進(jìn)行選擇。同時(shí)根據(jù)各種狀態(tài)下對(duì)應(yīng)的功能將其與4個(gè)JK觸發(fā)器相連。詳見下表：（5）關(guān)于對(duì)比測(cè)試，調(diào)整S1、S0、MR的狀態(tài)，觀察與194的波形情況是否一致來(lái)確定。3、 邏輯圖4、 比較測(cè)試74ls194工作表如下：根據(jù)該表將74ls194與模塊電路進(jìn)行比較測(cè)試：（1） 置零功能測(cè)試程序如下：波形顯示如下：如圖中所示，黃色部分為74ls194波形圖，藍(lán)色為模塊電路波形圖。兩波形圖一致，輸出均為低電平，驗(yàn)證正確。（2） 保持功能測(cè)試程序如下：波形顯示如下：如圖中所示，如圖

6、中所示，黃色部分為D0-D3波形圖，綠色為74ls194結(jié)果，藍(lán)色為模塊電路波形圖。74ls194與模塊電路輸出均保持0，驗(yàn)證正確。（3） 右移功能測(cè)試程序如下：波形顯示如下：（4） 左移功能測(cè)試程序如下：波形顯示如下：（5） 并行送數(shù)功能測(cè)試程序如下：波形顯示如下：如圖中所示，黃色部分為D0-D3波形圖，綠色為74ls194結(jié)果，藍(lán)色為模塊電路波形圖。三個(gè)波形一致，驗(yàn)證正確。內(nèi)容三：1、 問題描述 按下列狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖設(shè)計(jì)同步狀態(tài)機(jī)。D0=0時(shí)4狀態(tài)循環(huán)，D0=1時(shí)6狀態(tài)循環(huán)。 器件：74LS73X3任意數(shù)量基礎(chǔ)邏輯門及選擇器（1）設(shè)計(jì)并安裝電路。（2）靜態(tài)檢查并記錄之。（3）用一位數(shù)碼管顯示目

7、前狀態(tài)的數(shù)字。2、 設(shè)計(jì)分析（1）繪制有限狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖并且編碼，如下:（2）繪制編碼狀態(tài)轉(zhuǎn)移表（3） 根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移表寫出并化簡(jiǎn)表達(dá)式，對(duì)應(yīng)JK觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換式得到對(duì)應(yīng)J、K公式。 （4） 根據(jù)（3）中得到的邏輯表達(dá)式連接JK觸發(fā)器即可得到所要的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，用單刀雙擲開關(guān)切換狀態(tài)。（5） 連接邏輯分析儀，根據(jù)波形判斷狀態(tài)轉(zhuǎn)移是否正確（6） 將D0，Q0，Q1，Q2根據(jù)編碼以及想要在數(shù)碼管上顯示的數(shù)字進(jìn)行編碼。通過邏輯門轉(zhuǎn)換。得到邏輯表達(dá)式為：（7）根據(jù)對(duì)應(yīng)邏輯表達(dá)式使用邏輯門連接后輸入到74LS48七段管譯碼器，都得到對(duì)應(yīng)數(shù)字顯示。3、 邏輯圖4、 運(yùn)行結(jié)果靜態(tài)檢查的波形展示：D0=0:D0=1：如上面兩個(gè)波形圖所示，與狀態(tài)轉(zhuǎn)移情況一致，狀態(tài)轉(zhuǎn)移正確。數(shù)碼管顯示：4、 實(shí)驗(yàn)總結(jié)與體會(huì)（1） 本次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)74LS197和74ls194的設(shè)計(jì)，使我對(duì)這兩個(gè)我元件的功能有了更加全面細(xì)致的了解。（2） 本次實(shí)驗(yàn)第一次使用lable,將自己設(shè)計(jì)的模擬74LS197和7