六進(jìn)制加法器(約束相為000 110)

1、 目錄1 課程設(shè)計的目的與作用12 設(shè)計任務(wù)13 設(shè)計原理23.1三位二進(jìn)制加法計數(shù)器23.2用74LS153制作組合電路23.3用集成芯片設(shè)計一個10或12進(jìn)制可控計數(shù)器24實驗步驟34.1三位二進(jìn)制加法計數(shù)器34.2用74LS153制作組合電路84.3用集成芯片設(shè)計一個10或12進(jìn)制可控計數(shù)器95仿真結(jié)果分析96設(shè)計總結(jié)107參考文獻(xiàn)101 課程設(shè)計的目的與作用（1）了解同步計數(shù)器及序列信號發(fā)生器工作原理；（2）掌握計數(shù)器電路的分析，設(shè)計方法及應(yīng)用；（3）掌握序列信號發(fā)生器的分析，設(shè)計方法及應(yīng)用2 設(shè)計任務(wù)2.1加法計數(shù)器（1）設(shè)計一個循環(huán)型3位2進(jìn)制加法計數(shù)器，其中無效狀態(tài)為（000，1

2、10），組合電路選用與門和與非門等。（2）根據(jù)自己的設(shè)計接線。（3）檢查無誤后，測試其功能。2.2組合電路（1）設(shè)計一個組合電路，選用一片74LS153芯片設(shè)計電路。（2）根據(jù)自己的設(shè)計接線。（3）檢查無誤后，測試其功能。2.3 10或12進(jìn)制的可控計數(shù)器（1）設(shè)計一個10或12進(jìn)制的可控計數(shù)器，選用兩片74L163芯片設(shè)計電路。（2）根據(jù)自己的設(shè)計接線。（3）檢查無誤后，測試其功能。3 設(shè)計原理3.1加法計數(shù)器1.計數(shù)器是用來統(tǒng)計輸入脈沖個數(shù)電路，是組成數(shù)字電路和計算機電路的基本時序邏輯部件。計數(shù)器按長度可分為：二進(jìn)制，十進(jìn)制和任意進(jìn)制計數(shù)器。計數(shù)器不僅有加法計數(shù)器，也有減法計數(shù)器。如果一個

3、計數(shù)器既能完成累加技術(shù)功能，也能完成遞減功能，則稱其為可逆計數(shù)器。在同步計數(shù)器中，個觸發(fā)器共用同一個時鐘信號。2.時序電路的分析過程：根據(jù)給定的時序電路，寫出各觸發(fā)器的驅(qū)動方程，輸出方程，根據(jù)驅(qū)動方程帶入觸發(fā)器特征方程，得到每個觸發(fā)器的次態(tài)方程；再根據(jù)給定初態(tài)，一次迭代得到特征轉(zhuǎn)換表，分析特征轉(zhuǎn)換表畫出狀態(tài)圖。3.CP是輸入計數(shù)脈沖，所謂計數(shù)，就是記CP脈沖個數(shù)，每來一個CP脈沖，計數(shù)器就加一個1，隨著輸入計數(shù)脈沖個數(shù)的增加，計數(shù)器中的數(shù)值也增大，當(dāng)計數(shù)器記滿時再來CP脈沖，計數(shù)器歸零的同時給高位進(jìn)位，即要給高位進(jìn)位信號。3.2組合電路1.74LS153是雙4選一芯片，有8個輸入端：1C0 1

4、C1 1C2 1C3 2C0 2C1 2C3 2C4和2個輸出端Y1 Y2. 2個使能輸入端口分是STB,STA,只有當(dāng)STB=STC=0，數(shù)據(jù)選擇器才能正常工作，否則處于禁止?fàn)顟B(tài)。 3.3用集成芯片設(shè)計一個10或12進(jìn)制的可控計數(shù)器選取兩片74LS163芯片設(shè)計10或12進(jìn)制可控計數(shù)器。74LS163具有以下功能：A 異步清零功能 當(dāng)時，計數(shù)器清零。在時，其他輸入信號都不起作用，由時鐘觸發(fā)器的邏輯特性知道，其異步輸入端信號是優(yōu)先的，正是通過復(fù)位計數(shù)器也即使異步清零的。B 同步并行置數(shù)功能 當(dāng)、時，在CP上升沿操作下，并行輸入數(shù)據(jù)進(jìn)入計數(shù)器，使。C 二進(jìn)制同步加法計數(shù)功能 當(dāng)時，若,則計數(shù)器對

5、CP信號按照8421編碼進(jìn)行加法計數(shù)。D 保持功能 當(dāng)時，若,則計數(shù)器將保持原來狀態(tài)不變。對于進(jìn)位信號有兩種情況，如果,那么;若是,則。4實驗步驟4.1加法計數(shù)器1. 根據(jù)要求有其狀態(tài)圖如下圖所示。001010011100101111 圖1 狀態(tài)圖2.選擇觸發(fā)器，求時鐘方程、輸出方程、狀態(tài)方程A 選擇觸發(fā)器由于觸發(fā)器功能齊全、使用靈活，在這里選用3個CP下降沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器。B 求時鐘方程采用同步方案，故取 CP0=CP1=CP2=CP （1.1） CP是整個要設(shè)計的時序電路的輸入時鐘脈沖。C 求輸出方程確定約束項由所給題目有無效狀態(tài)為000,110其對應(yīng)的最小項為和是約束項。 Q1n

6、Q0n 00 01 11 10 xxx010100011110111001 xxx0 Q2n 1 圖.2 輸出卡諾圖 Q1nQ0n 0x0101110x Q2n 圖3 Q2n次態(tài)卡諾圖 Q1n+1的卡諾圖Q1n+1的卡諾圖 Q1nQ0n 0x1011010xQ2n 0x0011111x Q1nQ0n Q2n 圖5次態(tài)卡諾圖顯然，由圖所示各觸發(fā)器的卡諾圖便可很容易的得到 （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個下降沿JK觸發(fā)器。（2）求時鐘方程：CP0=CP1=CP2=CP（3）狀態(tài)方程：Q2n+1=Q1n Q0n+ Q2n = Q0n+Q1n =Q2n+ （4）驅(qū)動方程：

7、= Q1nQ0n =Q0n = 1 =Q1n =Q0n = 4.仿真電路圖圖6仿真圖 圖7 100仿真圖 圖8 101仿真圖 圖9 111仿真圖5.檢查電路能否自啟動將無效狀態(tài)000、110式代入式中進(jìn)行計算，結(jié)果可見，所設(shè)計的時序電路能夠自啟動。4.2 組合電路1. 題目為Y= 2. 解答得3. 可設(shè)計電路為 圖10 74ls153組合電路 4.3用集成芯片設(shè)計一個10或12進(jìn)制的可控加法器1. 74LS163的引腳功能 CP是輸入計數(shù)脈沖，也就是加到各個觸發(fā)器的時鐘信號端的時鐘脈沖；是清零端；是置數(shù)控制端；和是兩個計數(shù)器工作狀態(tài)控制端；是并行輸入數(shù)據(jù)端；CO是進(jìn)位信號輸出端；是計數(shù)器狀態(tài)輸

8、出端。圖11 74LS163狀態(tài)表2. 選用芯片的二進(jìn)制同步加法計數(shù)功能，10或12進(jìn)制是一片74LS163應(yīng)用，用一個單刀雙擲開關(guān) 所以仿真圖如下 圖12 10或12進(jìn)制可控計數(shù)器仿真圖5仿真結(jié)果分析 實驗結(jié)果可通過數(shù)字顯示器的數(shù)字變化觀察計數(shù)器的工作情況，容易驗證電路是否正確。1. 三位二進(jìn)制加法計數(shù)器，顯示器的數(shù)字會按順序循環(huán)變化，證明001 110為不存在的約束項，電路連接正確。2. 組合電路，在這個設(shè)計實驗中通過控制C的變化，輸出相應(yīng)的值，證明設(shè)計合理且電路連接正確。3. 集成芯片設(shè)計出的10或12進(jìn)制可控計數(shù)器，通過開關(guān)控制選用10 或12進(jìn)制計數(shù)器證明設(shè)計合理，電路連接正確。6設(shè)計總結(jié)通過數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計的學(xué)習(xí)與實踐我們能更好的了解相關(guān)數(shù)字元件的功能，并會設(shè)計相關(guān)電路。在設(shè)計過程中要有探索精神，遇到問題要勤于嘗試敢于發(fā)現(xiàn)錯誤并改正錯誤。同時要注重和同學(xué)的交流合作達(dá)到相互進(jìn)步，共同成長的目的。通過做這個課程設(shè)計我學(xué)會了把平時學(xué)習(xí)的理論知識和實際操作很好的聯(lián)系起來，增強了自己的電路設(shè)計能力，初步形成了軟件工程理念，對自己所學(xué)的知識有了更清晰的認(rèn)識。同時意識到了自己今后學(xué)習(xí)的大方向。我意識到在以后的學(xué)習(xí)中，自己必須加強對新生事物的探索能力，要嘗試