11001序列检测器设计实训报告

电子技术设计实训报告
指导教师：**
小组成员：
*201458244*
*201458244*
*201458244*
*201458244*
成绩评定：
教师签名：
评定时间
设计
1.题目：“11001”序列检测器。

原始条件：逻辑器件：CMOS门电路
集成芯片：74SL20 74LS00 74LS112
2.要求完成设计的主要任务：
1)能够运用数字逻辑的理论和方法，把时序逻辑电路设计和组合逻辑电路设计相结合，设计一个有实际应用的数字逻辑电路。

2)使用同步时序逻辑电路的设计方法，设计“11001”序列检测器。

写出设计中的过程。

画出课程设计图。

3)在试验设备上，使用74SL20 74LS00 74LS112集成电路连接、调试和测试“11001”序列检测器电路。

3.小组成员分工
*设计序列
*电子版实验报告，化简卡诺图
*：画电路图、仿真电路图
*：检查设计失误、物理机电路连线
电路分析设计过程
4.逻辑抽象
：初始状态
S
S
:1
1
:11
S
2
:110
S
3
S
:1100
4
:11001
S
5
根据任务书要求，设计的序列检测器有一个外部输入A 和一个外部输出 Y。

输入和输出的逻辑关系为：正常情况下Y=0，出现A=11001时，Y=1
5.状态转换图
6.状态转换表
表1
由表1可知，S1和S5是等价状态，故可以合并。

下图为化简后的状态转换图。

'
'0101*1Q Q Q AQ Q +=7. 卡若图化简
规定电路状态编码，电路需要5个状态。

需要3（2n-1<状态数≦2n ）个触发器。

现取Q 2Q 1Q 0=001表示S 1，Q 2Q 1Q 0=010表示S 2，Q 2Q 1Q 0=011表示S 3，Q 2Q 1Q 0=100表示S 4 ,即可得到：
S 0:000 S 1:001 S 2:010 S 3 :011 S 4:100
由上述转换表可以转化为卡诺图
下面即可分解卡诺图
⎪⎩⎪⎨⎧++=+=0
111*
01010*
1)''(''Q AQ AQ Q A Q Q Q Q AQ Q '''201201*2Q Q Q A Q Q Q A Q +='
'''011001*0Q Q A Q AQ Q AQ Q ++=''0101*1Q Q Q AQ Q +='
''201201*2Q Q Q A Q Q Q A Q +=
''''011001*0Q Q A Q AQ Q AQ Q ++=
2AQ Y =
8. 逻辑函数式
由上述的卡诺图得到状态方程和输出方程
⎪⎩
⎪
⎨
⎧
2AQ Y =
化简得到
上式与JK 触发器的特性方程对照比较可以得出（Q *=JQ ’+K ’Q ）
)'()'(.....'''1001012.
110
10
12AQ K Q K Q Q A K AQ Q A J AQ J Q Q A J ===⎪⎩⎪
⎨⎧+=== 2AQ Y =
9.
JK 触发器具体实现电路图
由上述的式子我们可以画出模拟电路图（完整电路图附页说明）
10. 仿真软件仿真效果（截图说明）
下面进行仿真实验，X3灯是为了显示0、1输入，X2灯是显示脉冲输入情况。

X4、5、6是为了显示JK 触发器是否处于初始状态，X1灯是检查11001是否完整输入。

当完整输入时，该灯会亮。

输入信号时的情况
即将完成输入(1100)
2.5 V 2.5 V
检查到目标信号，X1灯点亮。

说明该电路正确可以实现既定目标。

经下一个信号1001时候，X1灯点亮，说明该电路可循环使用。

10.1完整状态转换图
11.实验结论
在Multisim环境中，我们成功利用JK触发器完成11001序列信号检测器。

加深了我们对数字逻辑这门课程的理解与认识。

实际连线加强了动手能力；对触发器、“与”门、“或”门、以及非门的使用与连接有了进一步的了解。

并且认识
到团队合作的重要性。

12.设计过程中遇到的困难及解决方法
1、对Multisim环境还是不熟悉，通过查阅论文资料、视频教材解决。

2、对Viso画图软件操作不熟悉。

通过多次练习可达到提升水平。

3、说到设计，我们如今已经可以避免发生一些原则性的错误，但是有一些细节我们还是做得不够，这是我们以后的设计中应该提起重视和改进。

参考资料
[1] 孙传伟. 济南大学信息学院电子系.Multisim 10电路设计及仿真应用
[2] 冯志宇1,胡蓉2.Multisim 在数字电路中的应用基于 Multisim 13 的序列信号发生器的设计
[3] 牛慧娟,冯学桥,赵桂青,杨少卿.序列信号检测器的设计与Multisim仿真
[4]阎石.数字电子技术基本教程
[5]王毓银．数字电路与逻辑设计
2016年1月6日结题
U2B U9AND2附录：JK触发器完整电路图
·
法二：D 触发器设计检测“11001”序列
由7的卡诺图可得
]')''[(012Q Q A D = '01011Q Q Q AQ D += ''''0101010Q Q A Q AQ Q AQ D ++=
2AQ Y =
仿真图符号代码转换 D 2=U4A U5B D 1=U7A+U5A D 0=U8A+U6A+U9A U10A Y=AQ 2
图为D 触发“11001”序列检测器电路图
检测中
检测到“11001”序列，X3灯点亮，完成既定目标。

说明该电路正确可以实现既定目标。

经下一个信号1001时候，X1灯点亮，说明该电路可循环使用。

·。