數(shù)電課程設(shè)計（十三進制同步減法計數(shù)器和串行序列信號檢測器）

1、1 十三進制同步減法計數(shù)（無效狀態(tài)為0001、0010、0011）的 設(shè)計 課程設(shè)計的目的：1、了解同步計數(shù)器的工作原理和邏輯功能。2、掌握計數(shù)器電路的分析、設(shè)計方法及應(yīng)用。3、熟悉設(shè)計過程和邊沿JK觸發(fā)器原理。 設(shè)計總框圖：十三進制同步減法計數(shù)器8421 BCD碼 CP 輸入減法計數(shù)器脈沖 輸出進位信號 設(shè)計過程： 、狀態(tài)圖： /0 /0 /0 /0 /0 /0 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001/0 0000 0100 0101 0110 01111000 /1 /0 /0 /0 /0 /0、選擇觸發(fā)器、求時鐘方程、輸出方程和狀態(tài)方程 （1）選擇觸發(fā)器 由

2、于JK觸發(fā)器功能齊全、使用靈活，故選用4個下降沿出發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器。 （2）求時鐘方程 CP0=CP1=CP2=CP3=CP(3)求輸出方程 輸出方程的卡諾圖為： 00 01 11 101000000000000 00 01 11 10 輸出方程: Y = Qn3Qn2（4）狀態(tài)方程：次態(tài)卡諾圖： 00 01 11 101111000000010110010110111100111011010111100010101001 00 01 11 10 所以：Q3n+1 的卡諾圖為： 00 01 11 101000011110111 00 01 11 10 Q2n+1的卡諾圖為： 00 01 11

3、 101011101111000 00 01 11 10 Q1n+1的卡諾圖為：00 01 11 101001010101010 00 01 11 10 Q0n+1 的卡諾圖為： 00 01 11 101000110011001 00 01 11 10 狀態(tài)方程：Q3n+1= Qn3Qn2 + Qn3Qn0 + Qn3Qn1+ EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(),Q)n3 EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(_),Q)n2= EQ * jc2 * Font

4、:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(),Q)n3 EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(_),Q)n2 + (Qn0+Qn1+Qn2)Qn3Q2n+1= EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(),Q)n2 EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(),Q)n1 EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9()

5、,Q)n0+ (Qn0+Qn1)Qn3 Q1n+1= EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(),Q)n1 EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(),Q)n0Qn3 + Qn1Qn0 + EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(),Q)n1 EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(),Q)n3 EQ * jc2 * Font:Times N

6、ew Roman * hps10 o ad(s up 9(_),Q)n2Q0n+1 = EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(),Q)n0（Qn3+Qn1+ EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(),Q)n2）驅(qū)動方程為：J3= EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(_),Q)n2 K3= EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(_),

7、Q)2 EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(),Q)0 EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(),Q)1 J2= EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(),Q)n1 EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(),Q)n0 K2= EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(),

8、Q)n1 EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(),Q)n0 J1= EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(),Q)n0Qn2 Qn2 EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(),Q)n3 EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o ad(s up 9(),Q)n0Qn3 K1= EQ * jc2 * Font:Times New Roman * hps10 o

9、 ad(s up 9(),Q)n0 J0= Qn1Qn2Qn3 K0=1(6) 檢驗?zāi)芊褡詥樱o效狀態(tài)0001，0010，0011）0011 0010 10010001 1010所以能自啟動 邏輯接線圖： 1.5 電路接線圖 實驗儀器 74LS112芯片2塊，74LS08芯片1塊 74LS00芯片2塊 開關(guān)導線若干 實驗結(jié)論（分析實驗中出現(xiàn)的故障及產(chǎn)生的原因） 實驗正常，個芯片運行正常。2 串行序列信號檢測器（檢測序列為1101） 課程設(shè)計的目的：1、了解同步計數(shù)器的工作原理和邏輯功能。2、掌握計數(shù)器電路的分析、設(shè)計方法及應(yīng)用。3、熟悉設(shè)計過程和邊沿JK觸發(fā)器原理。 設(shè)計總框圖： 序列信號檢

10、測器（檢測序列為1101） CP 序列發(fā)生器的時鐘脈沖 輸出信號2.3 設(shè)計過程2.3.1 進行邏輯抽象，建立原始狀態(tài)圖。 1/0 0/0 1/0 1/0 0/0 1/1S0S1 S2 S3 S41/0 0/0 0/0 0/0 進行狀態(tài)化簡，畫出最簡狀態(tài)圖1、 合并等價狀態(tài)，化簡原始狀態(tài)圖得到最簡狀態(tài)圖 0/0 1/1 1/0 1/0 0/0S0 S1 S2 S3 0/0 0/0 1/0 2、 進行狀態(tài)分配，畫出用二進制編碼后的狀態(tài)圖狀態(tài)圖如下： 0/0 1/0 1/0 0/0 00 01 10 11 1/1 0/0 0/0 1/0 2.3.3 選擇觸發(fā)器、求時鐘方程、狀態(tài)方程1、選擇觸發(fā)器

11、由于JK觸發(fā)器功能齊全、使用靈活，故選用2個下降沿出發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器。2、 求時鐘方程 CP0=CP1=CP2 =CP3、狀態(tài)方程次態(tài)卡諾圖 Qn1Qn0 X 00 01 11 1000000011011011100 1Q1n+1 的卡諾圖為： Qn1Qn0 X 00 01 11 1000010111 0 1Q0n+1 的卡諾圖為： Qn1Qn0 X 00 01 111000011010 01所以：Q1n+1=X Qn1Qn0+(Qn0 +X) Qn1 Q0n+1 = (X Qn1+ X Qn1) Qn0+ X Qn1Qn0 驅(qū)動方程為： J1= X Qn0 K1= X Qn0 J0= X

12、Qn1 X Qn1 K0 = X Qn12.4 邏輯連線圖 電路原理圖 實驗儀器74LS112芯片1塊，74LS08芯片1塊 74LS00芯片1塊74LS04芯片1塊，發(fā)光二極管兩個，開關(guān)三個，導線若干。 實驗結(jié)論（分析實驗中出現(xiàn)的故障及產(chǎn)生的原因） 實驗正常，個芯片運行正常。3 六進制同步加法計數(shù)器（無效狀態(tài)為010，100） 目的和意義通過課程設(shè)計鍛煉動手能力和思維能力檢測實際操作能力以及所學知識。增強對所學知識的認識，加深電路的理解，使所學知識形成一個串聯(lián)網(wǎng)鞏固知新。擴展知識面。使自己對所學知識有一個總括的把握。 設(shè)計要求及分析 要求：設(shè)計一個六進制同步加法計數(shù)器（無效狀態(tài)為010，10

13、0） 設(shè)計總框圖：六進制同步加法計數(shù)器8421 BCD碼CP 輸入加法計數(shù)器脈沖設(shè)計過程 3.3.1 狀態(tài)圖 000 001 011 101 110 111 選擇觸發(fā)器、求時鐘方程、和狀態(tài)方程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3個下降沿出發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器。 2、 求時鐘方程 CP0=CP1=CP2=CP3、 卡諾圖 Qn1Qn0 Qn2 00 01 11 100010111011100001110 1Q2n+1卡諾圖為： Qn1Qn0 Qn2 00 01 11 10001101 0 1Q1n+1卡諾圖為： Qn1Qn0Qn2 00 01 11 10010101 0 1

14、Q0n+1 卡諾圖為： Qn1Qn0 Qn2 00 01 11 10111001 0 14、 狀態(tài)方程：Q2n+1=Qn2 Qn1 + (Qn0+Qn1)Qn2 Q1n+1= Qn0Qn1+ Qn0Qn1 Q0n+1 = Qn0 + Qn2Qn15、 驅(qū)動方程為：J2= Qn1 K2= Qn1Qn0J1= Qn0 K1= Qn0J0 =1 K0= Qn2邏輯接線圖 電路原理圖 實驗儀器 74LS112芯片2塊，74LS08芯片1塊 ，開關(guān)導線若干實驗結(jié)論（分析實驗中出現(xiàn)的故障及產(chǎn)生的原因）實驗正常，每個芯片運行正常。參考文獻 1 于孟嘗.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程.第三版.北京：高等教育出版社，

15、1985.2 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ):數(shù)字部分.4版.北京:高等教育出版社，2000. 3 蔡惟錚.集成電子技術(shù).北京:高等教育出版社,2004 .課程設(shè)計心得 做本次課程設(shè)計是在考察我們對以前所學的知識的掌握情況，怎樣運用我所學的理論知識去解決一些實際問題，也是考察我們的動手能力。經(jīng)過了一段時間的努力我終于完成了，從芯片的選擇，再到設(shè)計與實現(xiàn)。在這個過程中我學習到了很多在課本上不能學習到的知識，對一個產(chǎn)品也有了一個新的認識，以前我都很簡單的認為一個產(chǎn)品很容易就做出來了，現(xiàn)在我知道了每一個產(chǎn)品都需要很復雜的工序。通過這次的課程設(shè)計我學到了主要有如下幾點：1提前做好準備工作在開始動手之前，我們要把各芯片件的功能弄清楚，以及如何拓展，只有把這些真正的搞懂之后才能順利完成設(shè)計。2.耐心分析，解決問題設(shè)計與實現(xiàn)的過程中我們會遇到一些困難這是很正常的事，但是不能一遇到問題就慌了，要耐心的分析問題并解決，這次課程設(shè)計的