2009年數(shù)字電路與邏輯設(shè)計實驗

2009年數(shù)字電路與邏輯設(shè)計實驗第一頁，共101頁。一、實驗?zāi)康撵柟毯蛿U(kuò)充學(xué)過的理論知識通過實驗訓(xùn)練，使同學(xué)掌握必要的實驗技能和培養(yǎng)科學(xué)的實驗作風(fēng)。第二頁，共101頁。二，實驗要求了解所用儀器，熟練使用儀器具備對基本電路的分析和設(shè)計的能力擬定實驗步驟，對電路進(jìn)行必要的檢測，查出故障與排除故障的能力綜合實驗結(jié)果與寫實驗報告的能力要求獨立完成設(shè)計、安裝、調(diào)整、測試的全過程實驗中遇到問題自行解決。第三頁，共101頁。三、預(yù)習(xí)做實驗之前要求先預(yù)習(xí)，每次實驗課前檢查完成預(yù)習(xí)報告見模板在實驗過程中將實驗數(shù)據(jù)直接填入預(yù)習(xí)報告。作為正式的實驗報告。第四頁，共101頁。四，實驗課要求上課時間：3學(xué)時課堂要求固定座位，不要隨意走動，不要大聲喧嘩實驗過程中做好記錄每做完一個內(nèi)容，先不要拆電路，待老師檢查合格后簽字才能做下一個內(nèi)容下課時間到，即停止做實驗離開實驗室，要老師檢查簽字未做完的實驗可抽時間補(bǔ)做第五頁，共101頁。實驗器件一次發(fā)放，請妥善保管。到課程考試結(jié)束，交回實驗室，發(fā)多少，交回多少。損壞照價賠償。第六頁，共101頁。五、寫實驗報告實驗報告需要按要求完成首頁表格中信息必須完全模板中各項必不可少實驗報告用A4紙單面書寫實驗中文字用鋼筆書寫，電路圖及波形用鉛筆畫實驗成績：平時實驗成績：50％實驗考試成績：30％實驗操作技術(shù)：20％第七頁，共101頁。六、實驗考試第15周補(bǔ)作實驗。第16周考試：考試時間：三小時。內(nèi)容：方式：題目當(dāng)場抽簽，當(dāng)場設(shè)計，當(dāng)場作實驗，當(dāng)場寫報告。實驗完畢要記錄實驗所用時間。第17周補(bǔ)考。第八頁，共101頁。常用電子儀器的使用第九頁，共101頁。示波器萬用表穩(wěn)壓電源函數(shù)信號發(fā)生器第十頁，共101頁。一，示波器示波器是利用示波管內(nèi)電子射線的偏轉(zhuǎn)，在熒光屏上顯示出電信號波形的儀器。第十一頁，共101頁。示波器第十二頁，共101頁。示波器工作原理示波器是利用電子示波管的特性，將人眼無法直接觀測的交變電信號轉(zhuǎn)換成圖像，顯示在熒光屏上以便測量的電子測量儀器。示波器由示波管和電源系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、延遲掃描系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)信號源組成。第十三頁，共101頁。第十四頁，共101頁。示波器的特點能顯示電信號的波形；能測量電信號的幅度、周期、頻率和相位等；測量靈敏度高、過載能力強(qiáng)；輸入阻抗高第十五頁，共101頁。示波器第十六頁，共101頁。示波器使用注意事項顯示波形時，亮度不宜過亮盡量在屏幕的中心區(qū)域進(jìn)行波形觀察被測信號電壓的數(shù)值不應(yīng)超過示波器允許的最大輸入電壓調(diào)節(jié)各種開關(guān)、旋鈕時，不要過分用力探頭和示波器應(yīng)配套使用不能互換第十七頁，共101頁。二，萬用表可測多種電量的多量程電工測量儀表；測電阻測電流測電壓…第十八頁，共101頁。萬用表第十九頁，共101頁。數(shù)字萬用表第二十頁，共101頁。V檔：測電壓，紅“＋”，黑“－”；V-用于測量直流電壓；V~用于測量交流電壓；A檔：測電流，串聯(lián)入電路，電流從紅表筆流入，從黑表筆流出；注意不能將電流表直接接在電源的“＋”、“－”之間；Ω檔：測電阻，此時萬用表使用內(nèi)部電源，黑表筆對應(yīng)高電勢，紅表筆對應(yīng)低電勢。第二十一頁，共101頁。注意事項使用前調(diào)零；注意萬用表面板插孔的極性；量程轉(zhuǎn)換開關(guān)必須撥在需測檔位置；測直流電壓、電流時，正負(fù)端應(yīng)與被測的電壓、電流正負(fù)端相接，測電流時須將表串接入電路；注意所測電量是交流還是直流；測電阻，需要先將表筆短路并“調(diào)零”，以確保測量的準(zhǔn)確性；表盤上有多條標(biāo)尺，要根據(jù)不同的被測量來讀數(shù)；每次測量完畢，將轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到交流電壓最高檔。第二十二頁，共101頁。三，直流穩(wěn)壓電源是將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的、輸出功率符合要求的直流電設(shè)備。第二十三頁，共101頁。穩(wěn)壓電源第二十四頁，共101頁。穩(wěn)壓電源使用方法可調(diào)電源作為穩(wěn)壓源使用將穩(wěn)流調(diào)節(jié)旋鈕順時針調(diào)節(jié)到最大打開電源開關(guān)調(diào)節(jié)電壓輸出至所需值第二十五頁，共101頁。可調(diào)電源作穩(wěn)壓電源使用時，任意限流保護(hù)值的設(shè)定打開電源調(diào)節(jié)電流旋鈕向正上方調(diào)節(jié)電壓旋鈕至5.7V將穩(wěn)流輸出調(diào)節(jié)旋鈕逆時針調(diào)至最小短接正、負(fù)端輸出順時針調(diào)節(jié)穩(wěn)流輸出調(diào)節(jié)旋鈕，使輸出電流等于所要設(shè)定的限流值0.5A解除電源正負(fù)極之間的短接第二十六頁，共101頁。穩(wěn)壓電源使用注意事項避免電源正負(fù)端短路輸出電壓正極接負(fù)載正端、輸出電壓負(fù)極接負(fù)載負(fù)端第二十七頁，共101頁。四，函數(shù)信號發(fā)生器一種能夠產(chǎn)生多種波形的信號發(fā)生器可產(chǎn)生：正弦波、方波、三角波輸出電壓大小和頻率可以調(diào)節(jié)第二十八頁，共101頁。函數(shù)信號發(fā)生器第二十九頁，共101頁。函數(shù)信號發(fā)生器使用方法打開電源選擇所需產(chǎn)生的信號波形選擇所需信號的頻率視需要調(diào)節(jié)輸出幅度或信號直流分量視需要調(diào)節(jié)占空比TTL輸出：輸出TTL方波或脈沖波，信號高低電平固定，分別為5V和0V第三十頁，共101頁。練習(xí)內(nèi)容熟悉以上儀器的使用方法用函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生頻率為1kHz的TTL方波，并在示波器上顯示；調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器上頻率其他按鈕，觀察波形有何變化。用函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生頻率為1kHz的正弦波，并在示波器上顯示；調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器上頻率其他按鈕，觀察波形有何變化。用直流穩(wěn)壓電源產(chǎn)生5V直流電壓，保護(hù)電流值設(shè)為500mA，分別用萬用表和示波器進(jìn)行測量。第三十一頁，共101頁。實驗一TTL與非門的靜態(tài)參數(shù)測試一、器件使用1、集成芯片的使用1234567地141312111098Vcc74LS00注意：TTL門電路對電源電壓VCC要求較嚴(yán)，VCC只允許在+5V±10%的范圍內(nèi)工作，超過5.5V將損壞器件，低于4.5V器件的邏輯功能不正常。第三十二頁，共101頁。2、實驗箱（電位器）3、萬用表4、示波器二、實驗內(nèi)容每塊74LS00包含4個與非門，前面的內(nèi)容選其中的一個進(jìn)行測試。高電平輸入電流IIH較小，難以測量，測不出則以0μA記錄。第三十三頁，共101頁。集成電路的功耗和集成密度密切相關(guān)。功耗大的的元器件則集成度不能很高。

當(dāng)輸出端空載,門電路輸出低電平時電路的功耗稱為空載導(dǎo)通功耗Pon。當(dāng)輸出端為高電平時，電路的功耗稱為空載截止功耗Poff。平均功耗P=(Pon+Poff)/2。例如74H系列TTL門電路，平均功耗為22毫瓦。而CMOS門電路平均功耗在微瓦數(shù)量級。第三十四頁，共101頁。電壓傳輸特性第三十五頁，共101頁。平均傳輸延遲時間tpd

用七個與非門構(gòu)成環(huán)形振蕩器至示波器波形tV第三十六頁，共101頁。實驗二組合邏輯電路分析與設(shè)計其中內(nèi)容5選做一、電路故障排除：（1）電源、接地是否正確。（2）斷線或接觸不穩(wěn)的判斷：除非是懸空，否則，如果測得電壓1.4伏左右。（3）線路連接錯誤。（4）設(shè)計錯誤。第三十七頁，共101頁。實驗二組合邏輯電路分析與設(shè)計

內(nèi)容1：將四位二進(jìn)制碼B3B2B1B0碼轉(zhuǎn)換為四位循環(huán)碼G3G2G1G0。邏輯函數(shù)式：

G3=B3G2=B3B2+B3B2G1=B2B1+B2B1G0=B1B0+B1B0用與非門實現(xiàn)G2=B3B2.B3B2G1=B2B1.B2B1G0=B1B0.B1B0用異或門實現(xiàn)G2=B3⊕B2G1=B2⊕B1G0=B1⊕B0第三十八頁，共101頁。二、實驗內(nèi)容1、設(shè)計轉(zhuǎn)換電路自行設(shè)計B3B2B1B0G3G2G1G0輸入二進(jìn)制碼輸出循環(huán)碼第三十九頁，共101頁。轉(zhuǎn)換電路B3B2B1B0接模擬開關(guān)接0-1顯示器2.電路測試G3G2G1G0第四十頁，共101頁。接0-1顯示器3、74LS197構(gòu)成16進(jìn)制計數(shù)器作為代碼轉(zhuǎn)換電路的輸入信號74LS197QDQCQBQACPA手動單步脈沖CrLD11QDQCQBQA0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111CPB第四十一頁，共101頁。轉(zhuǎn)換電路B3B2B1B0接0-1顯示器74LS197QDQCQBQACPA手動單步脈沖CrLD11CPBG3G2G1G0第四十二頁，共101頁。轉(zhuǎn)換電路B3B2B1B0接示波器74LS197QDQCQBQACPA(接函數(shù)發(fā)生器）連續(xù)脈沖（10KHz）CrLD114.動態(tài)測試CPBG3G2G1G0第四十三頁，共101頁。電壓波形圖之間相位測試兩路輸入，VerticalMode置AltTriggeringMode置AUTO，或NORMTriggeringSource置CH1或CH2如果波形圖不穩(wěn)或不出現(xiàn)則可調(diào)LEVEL第四十四頁，共101頁。CPG1G2G3G00000100011000100第四十五頁，共101頁。下周實驗實驗三利用MSI設(shè)計組合邏輯電路第四十六頁，共101頁。實驗三利用MSI設(shè)計

組合邏輯電路要求：內(nèi)容1，內(nèi)容2作完要分別檢查。內(nèi)容1：用八選一數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計一個函數(shù)發(fā)生器電路注意接電源，接地，附加控制端應(yīng)接低電平。01010011YS0S1BA+BA⊕BA功能表S1S0ABY00000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011110001011101101100第四十七頁，共101頁。第四十八頁，共101頁。CPB(QA)A(QB)S0(QC)S1(QD)Y動態(tài)測試。74LS197接成16進(jìn)制計數(shù)器，觀測輸出波形。第四十九頁，共101頁。內(nèi)容2：1、原理：ABCF0F1F2F3F4F5F6F7000001010011100101110111D00000000D00000000D00000000D00000000D00000000D00000000D00000000D第五十頁，共101頁。2、線路連接，按教材提示連接。注意：地址輸入端A、B、C與A2、A1、A0的連接順序。3、靜態(tài)測試地址輸入端接模擬開關(guān)，輸出端接0-1顯示器。對照真值表檢測。4、動態(tài)測試用74LS197連接成8進(jìn)制。其輸出作為地址輸入端。觀測記錄輸入輸出波形。第五十一頁，共101頁。A0A1A2S274LS138第五十二頁，共101頁。實驗四譯碼顯示電路1、七段發(fā)光二極管數(shù)碼管實驗箱上數(shù)碼管是共陰極，注意兩個公共端已經(jīng)相連，實驗時連接一個即可。2、BCD碼七段譯碼驅(qū)動器

74LS48，本身已有上拉電阻。實驗時不必另接。3、四位雙向移位寄存器74LS194

功能見本實驗附表（2）其功能有：第五十三頁，共101頁。（1）S1=S0=0，保持原來的狀態(tài)不變（2）S1=0，S0=1，右移DSR為右移送數(shù)端，當(dāng)脈沖到來時，其狀態(tài)變化情況。DSR→Q0→Q1→Q2→Q3Q0n+1=DSRQ1n+1=Q0Q2n+1=Q1Q3n+1=Q2第五十四頁，共101頁。（2）S1=1，S0=0，左移DSL為右移送數(shù)端，當(dāng)脈沖到來時，其狀態(tài)變化情況。DSL→Q0→Q1→Q2→Q3Q0n+1=Q1Q1n+1=Q2Q2n+1=Q3Q3n+1=DSL第五十五頁，共101頁。（3）S1=1，S0=1，并行送數(shù)D0、D1、D2、D3為并行送數(shù)端，當(dāng)脈沖到來，其狀態(tài)變化情況。Q0n+1=D0Q1n+1=D1Q2n+1=D2Q3n+1=D3第五十六頁，共101頁。Q0Q1Q2Q3S1DSRS0D0D1D2D3Cr5VQQR1c1JK5V接模擬開關(guān)CP接連續(xù)脈沖1-2Hz5V接0-1顯示器15V74LS194第五十七頁，共101頁。設(shè)計滅燈電路。當(dāng)輸入為偽碼即輸入為1010—1111時，使滅燈輸入IB有效即IB=0，顯示電路滅燈。00110000111111110001101100011011A3A2A1A0f=A3+A2A1f=A3.A2A1實驗四譯碼顯示電路第五十八頁，共101頁。4設(shè)計偽碼滅燈電路自己設(shè)計。第五十九頁，共101頁。YaYbYcYdYeYfYg74LS48A3A2A1A0LTIBRIB5V接模擬開關(guān)Q0Q1Q2Q3S1DSRS0D0D1D2D3Cr5VQQR1c1JK5V接模擬開關(guān)CP接連續(xù)脈沖1-2Hz5V接0-1顯示器注意：啟動節(jié)拍發(fā)生器時，應(yīng)先清零，即將清零模擬開關(guān)放置在低電平，待清零置數(shù)后，清零模擬開關(guān)放置在高電平。cccccccc15V偽碼滅燈電路74LS194第六十頁，共101頁。實驗五組合電路中的競爭與冒險

1、F=AB+BCD+ACD要求只有原變量輸入即實現(xiàn)時不能用模擬開關(guān)的反變量，要實現(xiàn)反變量，用非門。沒有非門，可用與非門。要能觀察到競爭冒險現(xiàn)象，實現(xiàn)時應(yīng)盡可能使同一變量的經(jīng)過兩條路徑到達(dá)同一點時，兩條路徑相差的門數(shù)盡可能多。F=AB.CBD.AD按上式畫邏輯圖（自己畫）2、寫出真值表111111110001101100011011ABCD第六十一頁，共101頁。3、靜態(tài)測試驗證真值表。4、觀測A的險象。中值寬度毛刺幅度第六十二頁，共101頁。5、6、判斷險象是否影響下一級電路的正常工作，應(yīng)看毛刺的幅度大小。1FCFF’F’（5）（6）7、同內(nèi)容48、使用公式AB+AC+BC=AB+AC本實驗中F=AB+BCD+ACD=AB+BCD+ACD+BCD冗余項第六十三頁，共101頁。實驗六同步計數(shù)器的設(shè)計第六十四頁，共101頁。實驗內(nèi)容二一、設(shè)計（1）根據(jù)實驗要求可以的該特殊十二進(jìn)制計數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。0001→0010→0011→0100→0101→0110

↑↓1100←1011←1010←1001←1000←0111第六十五頁，共101頁。（2）確定電路所需觸發(fā)器數(shù)目有效狀態(tài)為m=12，求所需觸發(fā)器數(shù)目n。

2n≥m=12可得n=4（3）畫出次態(tài)卡諾圖1011110010101001xxx00010111100001100101001101000010X0001101100011011Q3nQ2nQ1nQ0n第六十六頁，共101頁。（4）求出每個觸發(fā)器的狀態(tài)方程1001xxx11001100X0001101100011011Q3nQ2nQ1nQ0n1010xxx01010101X0001101100011011Q3nQ2nQ1nQ0n0100xxx01011010X0001101100011011Q3nQ2nQ1nQ0n1111xxx00100000X0001101100011011Q3nQ2nQ1nQ0nQ0n+1=Q0Q1n+1=Q0Q1+Q0Q1Q2n+1=Q1Q0Q2+(Q3Q1+Q3Q0)Q2Q3n+1=Q2Q3+Q2Q1Q0Q3第六十七頁，共101頁。(5)求各觸發(fā)器的驅(qū)動方程Q0n+1=Q0Q1n+1=Q0Q1+Q0Q1Q2n+1=Q1Q0Q2+(Q3Q1+Q3Q0)Q2Q3n+1=Q2Q3+Q2Q1Q0Q3J0=K0=1J1=K1=Q0J2=Q1Q0，K2=Q3Q1+Q3Q0=Q3Q1Q0J3=Q2Q1Q0，K3=Q2第六十八頁，共101頁。（6）檢查自啟動1011110010101001001100000010000101111000011001010011010000100010001101100011011Q3nQ2nQ1nQ0n1111↓000011011111↓↓↓0001→0010→0011→0100→0101→0110↑↓1100←1011←1010←1001←1000←0111Q3Q2Q1Q0第六十九頁，共101頁。（7）畫出邏輯圖Q0Q1Q2Q3第七十頁，共101頁。二、實驗1、電源：一般為5±0.25V

（1）如果將電源接入電路后穩(wěn)壓源為零及指示燈暗，而將電源連線拔出，則穩(wěn)壓源正常及指示燈變亮，則可斷定，你連接的電路中有短路現(xiàn)象。（2）如果低電平時“0-1”顯示器微亮，高電平時更亮，則可斷定接地有問題。2、時序邏輯器件，不能以懸空代替高電平。3、時序邏輯器件的清零端和置1端。如果是低電平有效，則正常工作時這兩端都接1。反之如果是高電平有效，則正常工作時這兩端都接。0。4、用示波器觀察和記錄波形：一般是比較兩個波形的相位關(guān)系。待觀察信號分別接入CH1、CH2VerticalMode置“ALT”第七十一頁，共101頁。TriggeringMode置“NORM”或“AUTO”TriggeringSource，置CH1或“CH2”若波形不顯示或不穩(wěn)定則可調(diào)“LEVEL”5、電路故障：（1）電源、接地是否正確。（2）斷線或接觸不穩(wěn)的判斷：除非是懸空，否則，如果測得電壓1.4伏左右。（3）線路連接錯誤。（4）設(shè)計錯誤。（5）元器件使用不當(dāng)或功能不正常（6）儀器（主要指數(shù)字電路實驗箱）和集成器件本身出現(xiàn)故障。第七十二頁，共101頁。6、故障檢查（1）查線法：由于在實驗中大部分故障都是由于布線錯誤引起的，因此，在故障發(fā)生時，復(fù)查電路連線為排除故障的有效方法。應(yīng)著重注意：有無漏線、錯線，導(dǎo)線與插孔接觸是否可靠，集成電路是否插牢、集成電路是否插反等。（2）觀察法：用萬用表直接測量各集成塊的Vcc端是否加上電源電壓；輸入信號、時鐘脈沖等是否加到實驗電路上，觀察輸出端有無反應(yīng)。重復(fù)測試觀察故障現(xiàn)象，然后對某一故障狀態(tài)，用萬用表測試各輸入/輸出端的直流電平，從而判斷出是否是插座板、集成塊引腳連接線等原因造成的故障。第七十三頁，共101頁。（3）動態(tài)跟蹤檢查法對于時序電路，將觸發(fā)器的輸出接0-1顯示器，輸入時鐘信號，觀察狀態(tài)變化。如發(fā)現(xiàn)某個觸發(fā)器該觸發(fā)而沒有觸發(fā)，則可判斷該觸發(fā)器有問題。（a）檢查該觸發(fā)器輸入端連接是否正確。（b）這時將狀態(tài)停留在錯誤的狀態(tài)的前一個狀態(tài)，用萬用表測量該觸發(fā)器的輸入端狀態(tài)。根據(jù)輸入端狀態(tài)，如果觸發(fā)器該翻轉(zhuǎn)而沒有翻轉(zhuǎn)，則判斷觸發(fā)器本身故障，應(yīng)更換器件。以上檢查故障的方法，是指在儀器工作正常的前提下進(jìn)行的，如果實驗時電路功能測不出來，則應(yīng)首先檢查供電情況，若電源電壓已加上，便可把有關(guān)輸出端直接接到0—1顯示器上檢查，若邏輯開關(guān)無輸出，或單步CP無輸出，則是開關(guān)接觸不好或是內(nèi)部電路壞了，否則，一般就是集成器件壞了。第七十四頁，共101頁。實驗七計數(shù)譯碼顯示綜合實驗1用74LS160分別構(gòu)成8421碼十進(jìn)制和六進(jìn)制計數(shù)器，并連接成一個60進(jìn)制的計數(shù)器使用實驗箱上LED顯示以函數(shù)信號發(fā)生器提供1-2Hz的計數(shù)脈沖第七十五頁，共101頁。QAQBQCQD74LS160（2）CPABCDQAQBQCQD74LS160（1）CPABCDabcdefg74LS48（2）

A0A1A2A3abcdefg74LS48（1）

A0A1A2A3QCCS1S20LD&CPS1S21LD1CrCr1LTIB/YBRIBRLTIB/YBRIBR11第七十六頁，共101頁。實驗七譯碼顯示電路實驗內(nèi)容1，2按課本要求做，主要是實驗內(nèi)容3內(nèi)容3，可選下列之一作（1）作一四位掃描顯示電路（2）作一二位掃描顯示電路第七十七頁，共101頁。1、作一二位掃描顯示電路（1）設(shè)計滅燈電路。當(dāng)輸入為偽碼即輸入為1010—1111時，時滅燈輸入IB有效即IB=0，顯示電路滅燈。00110000111111110001101100011011A3A2A1A0f=A3+A2A1f=A3.A2A1第七十八頁，共101頁。YaYbYcYdYeYfYg74LS48A3A2A1A0LTIBRIB5V接模擬開關(guān)QQc11K1JCP接連續(xù)脈沖，1-2HzR15V5V5V&&&&第七十九頁，共101頁。2、作一四位掃描顯示電路（1）設(shè)計滅燈電路。當(dāng)輸入為偽碼即輸入為1010—1111時，時滅燈輸入IB有效即IB=0，顯示電路滅燈。00110000111111110001101100011011A3A2A1A0f=A3+A2A1f=A3.A2A1第八十頁，共101頁。(2）設(shè)計四節(jié)拍順序脈沖發(fā)生器Q0Q1Q2Q3MBDSRMAD0D1D2D3Cr5VQQR1c1JK5V接模擬開關(guān)CP接連續(xù)脈沖5V5V1第八十一頁，共101頁。YaYbYcYdYeYfYg74LS48A3A2A1A0LTIBRIB5V接模擬開關(guān)Q0Q1Q2Q3MBDSRMAD0D1D2D3Cr5VQQR1c1JK5V接模擬開關(guān)CP接連續(xù)脈沖1-2Hz5V接0-1顯示器注意：啟動節(jié)拍發(fā)生器時，應(yīng)先清零，即將清零模擬開關(guān)放置在低電平，待清零置數(shù)后，清零模擬開關(guān)放置在高電平。&&&&cccccccc15V第八十二頁，共101頁。實驗八8421碼檢測電路的設(shè)計一、設(shè)計

1、求原始狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖設(shè)電路輸入為x，電路輸出為F，當(dāng)輸入為非法碼時輸出為1，否則輸出為0。假設(shè)起始狀態(tài)S0，從該狀態(tài)開始根據(jù)輸入是0還是1，將分別轉(zhuǎn)換到兩個不同的狀態(tài)S1和S2，從S1和S2接收第二個碼元，又根據(jù)是0還是1又各自轉(zhuǎn)換到兩個不同的新狀態(tài)。然后再接收第三、第四碼元。在接收第四個碼元后，根據(jù)所接收的代碼是否是非法碼而確定其輸出是否是1，并回到初始狀態(tài)S0，準(zhǔn)備接受新的一組碼組。第八十三頁，共101頁。S0S1S2S3S4S6S5S7S8S9S10S11S12S13S14S0S0S0S0S0S0S0S0Sx/F0/01/00/00/00/01/0S0S0S0S0S0S0S0S01/01/00/01/00/01/00/01/00/01/00/01/10/01/10/01/10/01/00/01/10/01/10/01/18421碼檢測器原始狀態(tài)圖第八十四頁，共101頁。原始狀態(tài)轉(zhuǎn)換表x01S0S1/0S2/0S1S3/0S4/0S2S5/0S6/0S3S7/0S8/0S4S9/0S10/0S5S11/0S12/0S6S13/0S14/0S7S0/0S0/0S8S0/0S0/1S9S0/0S0/1S10S0/0S0/1S11S0/0S0/0S12S0/0S0/1S13S0/0S0/1S14S0/0S0/1Sn+1S等效狀態(tài)是輸入相同輸出相同并且次態(tài)也相同。等效狀態(tài)可以合并。第八十五頁，共101頁。x01S0S1/0S2/0S1S3/0S4/0S2S5/0S6/0S3S7/0S8/0S4S9/0S10/0S5S11/0S12/0S6S13/0S14/0S7S0/0S0/0S8S0/0S0/1S9S0/0S0/1S10S0/0S0/1S11S0/0S0/0S12S0/0S0/1S13S0/0S0/1S14S0/0S0/1Sn+1S2、狀態(tài)化簡（找出等效狀態(tài)合并）S8、S9、S10、S12、S13、S14為等效狀態(tài)，合并為S8，在出現(xiàn)這些狀態(tài)的地方用S8代替。S7和S11等效合并后用S7表示。x01S0S1/0S2/0S1S3/0S4/0S2S5/0S6/0S3S7/0S8/0S4S8/0S8/0S5S7/0S8/0S6S8/0S8/0S7S0/0S0/0S8S0/0S0/1S9S0/0S0/1S10S0/0S0/1S11S0/0S0/0S12S0/0S0/1S13S0/0S0/1S14S0/0S0/1Sn+1S第八十六頁，共101頁。x01S0S1/0S2/0S1S3/0S4/0S2S5/0S6/0S3S7/0S8/0S4S8/0S8/0S5S7/0S8/0S6S8/0S8/0S7S0/0S0/0S8S0/0S0/1Sn+1SS3和S5等效，合并為S3S4和S6等效，合并為S4x01S0S1/0S2/0S1S3/0S4/0S2S3/0S4/0S3S7/0S8/0S4S8/0S8/0S5S7/0S8/0S6S8/0S8/0S7S0/0S0/0S8S0/0S0/1Sn+1S第八十七頁，共101頁。x01S0S1/0S2/0S1S3/0S4/0S2S3/0S4/0S3S7/0S8/0S4S8/0S8/0S7S0/0S0/0S8S0/0S0/1Sn+1SS1和S2等效合并為S1x01S0S1/0S2/0S1S3/0S4/0S2S3/0S4/0S3S7/0S8/0S4S8/0S8/0S7S0/0S0/0S8S0/0S0/1Sn+1S第八十八頁，共101頁。x01S0S1/0S1/0S1S3/0S4/0S3S7/0S8/0S4S8/0S8/0S7S0/0S0/0S8S0/0S0/1Sn+1S令S0=A，S1=B，S3=C，S4=D，S7=E，S8=Fx01AB/0B/0BC/0D/0CE/0F/0DF/0F/0EA/0A/0FA/0A/1Sn+1S第八十九頁，共101頁。3、狀態(tài)分配XXEFBCDA0100011011Q3nQ2nQ1n即A=000、B=010、C=011D=001、E=101、F=100代入簡化狀態(tài)表。x01000010/0010/0010011/0001/0011101/0100/0001100/0100/0101000/0000/0100000/0000/1Q3nQ2nQ1nx01AB/0B/0BC/0D/0CE/0F/0DF/0F/0EA/0A/0FA/0A/1Sn+1SA=000、B=010、C=011D=001、E=101、F=100第九十頁，共101頁。4、由狀態(tài)轉(zhuǎn)換表可