同步可逆计数器和序列检测器
时序逻辑电路的分类
时序逻辑电路的分类时序逻辑电路是一种能够在特定的时间序列下执行特定操作的电路。
它通常由组合逻辑电路和存储器组成，可以实现复杂的计算和控制功能。
时序逻辑电路按照其实现功能的不同，可以分为以下几类。
一、触发器触发器是最基本的时序逻辑电路之一，它可以存储一个比特位，并且在时钟信号到来时根据输入信号的状态改变输出状态。
常见的触发器有SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器等。
二、计数器计数器是一种能够在特定条件下对输入信号进行计数并输出结果的电路。
它通常由若干个触发器组成，每个触发器都表示一个二进制位。
常见的计数器有同步计数器和异步计数器等。
三、移位寄存器移位寄存器是一种能够将输入信号从一个位置移动到另一个位置并输出结果的电路。
它通常由若干个触发器组成，每个触发器都表示一个二进制位。
常见的移位寄存器有串行入并行出移位寄存器、并行入串行出移位寄存器和并行入并行出移位寄存器等。
四、状态机状态机是一种能够根据输入信号的状态和时钟信号的变化改变输出状态的电路。
它通常由若干个触发器和组合逻辑电路组成，可以实现复杂的控制功能。
常见的状态机有Moore状态机和Mealy状态机等。
五、定时器定时器是一种能够在特定时间间隔内产生一个脉冲信号或者计数信号的电路。
它通常由若干个触发器和组合逻辑电路组成，可以实现复杂的定时功能。
常见的定时器有单稳态定时器和多稳态定时器等。
六、脉冲生成器脉冲生成器是一种能够在特定条件下产生一个脉冲信号的电路。
它通常由若干个触发器和组合逻辑电路组成，可以实现复杂的脉冲生成功能。
常见的脉冲生成器有单稳态脉冲生成器、多稳态脉冲生成器和斯奈德-哈特脉冲生成器等。
七、序列检测电路序列检测电路是一种能够在输入序列中检测出指定模式并输出相应结果的电路。
它通常由若干个触发器和组合逻辑电路组成，可以实现复杂的序列检测功能。
常见的序列检测电路有Moore序列检测器和Mealy序列检测器等。
八、时钟同步电路时钟同步电路是一种能够将异步输入信号转换为同步输出信号的电路。
数字电路课程设计—3位二进制同步减法计数器和序列信号发生器
5参考文献
[1].清华大学电子学教研组 杨素行主编《数字电子技术简明教程》
1.2课程设计的要求
1.设计3位二进制同步加法计数器（无效状态为001 100）
2.设计一个序列信号发生器（期序列为101001）
2设计3位二进制同步加法计数器(无效状态为001100)
2.1基本原理
计数器是用来统计脉冲个数的电路，是组成数字电路和计算机电路的基本时序部件，计数器按进制分可分为：二进制，十进制和N进制。计数器不仅有加法计数器，也有减法计数器。一个计数器如果既能完成加法计数，又能完成减法计数，则其称为可逆计数器。
2.1基本原理…………………………………………..............………………1
2.2设计过程…………………………………………………….......………….1
2.2.1状态图……………………………………………….........…………1
2.2.2卡诺图…………………………………………………….…………1
[2].张丽萍 王向磊老师主编的《数字逻辑实验指导书》
[3].朱定华 陈琳 吴建新编著《电子电路测试与实验》
2.2.3特性方程，驱动方程………………………………………….……….3
2.3设计电路图……………………………………………….……………….3
2.4最后结果………………………………………………….………………4
3序列信号发生器（101001）…………………………….......……………………8
数字逻辑电路实验报告
数字逻辑电路实验报告指导老师:班级:学号:姓名：时间：第一次试验一、实验名称：组合逻辑电路设计二、试验目的：1、掌握组合逻辑电路的功能测试。
2、验证半加器和全加器的逻辑功能。
3、、学会二进制数的运算规律。
三、试验所用的器件和组件：二输入四“与非”门组件3片，型号74LS00四输入二“与非”门组件1片，型号74LS20二输入四“异或”门组件1片，型号74LS86四、实验设计方案及逻辑图：1、设计一位全加/全减法器，如图所示：电路做加法还是做减法是由M决定的，当M=0时做加法运算，当M=1时做减法运算。
当作为全加法器时输入信号A、B和Cin分别为加数、被加数和低位来的进位，S 为和数，Co为向上的进位；当作为全减法时输入信号A、B和Cin分别为被减数，减数和低位来的借位，S为差，Co为向上位的借位。
（1）输入/输出观察表如下：（2）求逻辑函数的最简表达式函数S的卡诺图如下：函数Co的卡诺如下：化简后函数S的最简表达式为：Co的最简表达式为：（3）逻辑电路图如下所示：2、舍入与检测电路的设计：用所给定的集成电路组件设计一个多输出逻辑电路，该电路的输入为8421码，F1为“四舍五入”输出信号，F2为奇偶检测输出信号。
当电路检测到输入的代码大于或等于5是，电路的输出F1=1;其他情况F1=0。
当输入代码中含1的个数为奇数时，电路的输出F2=1，其他情况F2=0。
该电路的框图如图所示：（1）输入/输出观察表如下：B8 B4 B2 B1 F2 F10 0 0 0 0 00 0 0 1 1 00 0 1 0 1 00 0 1 1 0 00 1 0 0 1 00 1 0 1 0 10 1 1 0 0 10 1 1 1 1 11 0 0 0 1 11 0 0 1 0 11 0 1 0 0 11 0 1 1 1 11 1 0 0 0 11 1 0 1 1 1（2）求逻辑函数的最简表达式函数F2的卡诺图如下：函数F1的卡诺如下：化简后函数F2的最简表达式为：F1的最简表达式为：（3）逻辑电路图如下所示；五、课后思考题1、化简包含无关条件的逻辑函数时应注意什么？答：当采用最小项之和表达式描述一个包含无关条件的逻辑问题时，函数表达式中的无关项是令其值为1还是为0，并不影响函数的实际逻辑功能。
序列检测器原理
序列检测器原理
序列检测器是一种用来检测和识别输入序列中特定模式的设备或算法。
它能够根据事先给定的规则或模型对输入序列进行分析和判断，并输出相应的结果或响应。
序列检测器通常由以下几个组成部分构成：
1. 输入接口：用于接收输入序列的信号或数据。
2. 存储器：存储检测器的状态信息和输入序列的历史数据。
3. 状态机：用于根据输入序列的不同模式进行状态转换和控制。
4. 判决逻辑：根据当前状态和输入序列的特征，判断当前模式是否匹配。
5. 输出接口：根据判决的结果，输出相应的响应或结果。
序列检测器的工作原理如下：
1. 初始化：将序列检测器的状态设为初始状态，准备接收输入序列。
2. 接收输入：逐个接收输入序列的信号或数据。
3. 状态转换：根据当前状态和输入序列的特征，根据事先设定好的规则或模型进行状态转换。
4. 判决匹配：根据当前状态和输入序列的特征，判断当前模式是否匹配。
5. 输出结果：根据判决的结果，输出相应的响应或结果。
6. 循环操作：重复执行2-5步骤，直至所有的输入序列被处理完毕。
通过以上的工作原理，序列检测器可以有效地检测和识别输入序列中的特定模式。
它在许多应用中都有广泛的应用，如通信领域中的错误检测、模式识别等。
序列检测器_实验报告
一、实验目的1. 理解序列检测器的工作原理和设计方法；2. 掌握时序电路的经典设计方法；3. 学习使用Verilog HDL语言进行状态机的设计；4. 通过实验验证序列检测器的功能。
二、实验原理序列检测器是一种同步时序电路，用于检测输入的一串二进制编码。
当输入序列与预设的编码相匹配时，输出高电平；否则，输出低电平。
序列检测器在数字通信、安全防盗、密码认证等领域有着广泛的应用。
序列检测器的基本工作原理如下：1. 预设一个编码序列，称为目标序列；2. 当输入序列与目标序列相匹配时，输出高电平；3. 当输入序列与目标序列不匹配时，输出低电平。
三、实验器材1. PC机一台；2. EDA教学实验系统一台；3. 下载电缆一根（已接好）；4. 导线若干。
四、实验步骤1. 设计序列检测器的Verilog代码；2. 在EDA教学实验系统上编译、仿真和下载Verilog代码；3. 连接实验电路，下载Verilog代码；4. 通过逻辑分析仪观察输出波形，验证序列检测器的功能。
五、实验内容1. 设计一个长度为4位的序列检测器，目标序列为1001；2. 设计一个长度为8位的序列检测器，目标序列为11001001；3. 通过实验验证序列检测器的功能。
六、实验代码```verilogmodule seqdet(input clk, // 时钟信号input rst, // 复位信号input [3:0] din, // 输入序列output reg out // 输出信号);// 定义状态localparam [1:0] IDLE = 2'b00,MATCH = 2'b01,NOMATCH = 2'b10;// 状态寄存器reg [1:0] state, nextstate;// 输出函数always @(posedge clk or posedge rst) beginif (rst) beginstate <= IDLE;out <= 1'b0;end else beginstate <= nextstate;out <= (state == MATCH) ? 1'b1 : 1'b0; endend// 激励函数always @() begincase (state)IDLE: beginif (din == 4'b1001) beginnextstate = MATCH;end else beginnextstate = NOMATCH;endendMATCH: beginnextstate = IDLE;endNOMATCH: beginnextstate = IDLE;enddefault: beginnextstate = IDLE;endendcaseendendmodule```七、实验结果与分析1. 长度为4位的序列检测器：当输入序列为1001时，输出高电平；当输入序列不为1001时，输出低电平。
实验7序列发生器和检测器的设计与实现
实验7序列发生器和检测器的设计与实现序列发生器和检测器是数字电路中非常重要的组成部分，用于生成和检测特定的序列模式。
本实验将设计和实现一个简单的序列发生器和检测器。
1.实验目的：-了解序列发生器和检测器的基本原理和实现方法；-掌握用基本门电路实现序列发生器和检测器的设计方法；-熟悉数字电路的设计流程和实验操作。
2.实验仪器和器件：-逻辑门IC（与、或、非门）；-数字电路实验箱；-电源。
3.实验原理：-序列发生器是一种能够按照预定规律生成特定序列的电路，通常由多个逻辑门组成。
常见的序列发生器包括计数器、移位寄存器等。
-序列检测器是一种能够检测给定输入序列是否符合预定规律的电路，通常也由多个逻辑门组成。
常见的序列检测器包括状态机、比较器等。
4.实验步骤：1.根据设计要求，确定需要生成和检测的序列类型和规律。
2.设计序列发生器的电路，选择适当的逻辑门进行组合，以实现所需的序列模式。
3.搭建序列发生器电路，将所选逻辑门按照设计连接方式进行布线。
4.进行测试和调试，检查序列发生器是否按照设计要求生成所需的序列。
5.设计序列检测器的电路，选择适当的逻辑门进行组合，以实现对所需的序列模式的检测。
6.搭建序列检测器电路，将所选逻辑门按照设计连接方式进行布线。
可使用开关或其它电源来模拟序列输入。
7.进行测试和调试，检查序列检测器是否能够准确检测给定的输入序列是否符合预期。
5.实验注意事项：-严格按照设计要求进行电路设计和布线，确保连接正确。
-进行测试和调试时，先验证序列发生器的输出是否符合预期，再测试序列检测器的正确性。
-如遇到问题，请仔细检查电路连接是否正确，或寻求助教或教师的帮助。
6.实验结果分析：-比较生成的序列和检测的结果，验证电路的正确性和稳定性。
-如有误差或异常情况，分析可能原因，进行修正和改进。
7.实验总结：-通过本实验，我们了解了序列发生器和检测器的基本原理和实现方法。
-掌握了用基本门电路实现序列发生器和检测器的设计方法。
《数字逻辑》考试答案
中国石油大学（北京）远程教育学院《数字逻辑》期末复习题一、单项选择题1. TTL 门电路输入端悬空时，应视为( A )A. 高电平B. 低电平C. 不定D. 高阻2. 最小项D C B A 的逻辑相邻项是（ D ）A ．ABCDB ．D BC A C ．CD AB D ．BCD A3. 全加器中向高位的进位1+i C 为( D )A. i i i C B A ⊕⊕B.i i i i i C B A B A )(⊕+C.i i i C B A ++D.i i i B C A )(⊕4. 一片十六选一数据选择器，它应有（ A ）位地址输入变量A. 4B. 5C. 10D. 165. 欲对78个信息以二进制代码表示，则最少需要（ B ）位二进制码A. 4B. 7C. 78D. 106. 十进制数25用8421BCD 码表示为（B ）101 01017. 常用的BCD码有（C ）A:奇偶校验码B:格雷码C:8421码 D:ASCII码8. 已知Y A AB AB=++,下列结果中正确的是（C）A:Y=A B:Y=B C:Y=A+B D: Y A B=+9. 下列说法不正确的是（ D）A:同一个逻辑函数的不同描述方法之间可相互转换B:任何一个逻辑函数都可以化成最小项之和的标准形式C:具有逻辑相邻性的两个最小项都可以合并为一项D:任一逻辑函数的最简与或式形式是唯一的10. 逻辑函数的真值表如下表所示，其最简与或式是（C ）A: ABC ABC ABC++B: ABC ABC ABC ++C: BC AB + D: BC AC + 11．以下不是逻辑代数重要规则的是( D ) 。
A. 代入规则B. 反演规则C. 对偶规则D. 加法规则12．已知函数E)D (C B A F +⋅+=的反函数应该是( A ) 。
A. [])E (D C B A F +⋅+⋅= B. [])E D (C B A F +⋅+⋅= C. [])E (D C B A F +⋅+⋅= D. [])E D (C B A F +⋅+⋅=13．组合逻辑电路一般由（ A ）组合而成。
实验二 同步模4可逆计数器
实验二同步模4可逆计数器
实验目的：1.掌握同步时序逻辑电路的设计方法。
2.加深对同步和时序两个概念的理解。
实验条件：
1.操作系统为WINDOWS 2000的计算机一台
2.Multisim 2001电子线路仿真软件一套
实验组件：双D触发器 74LS74 1片，三输入三与非门74LS10 1片，二输入二与非门74LS00 1片，二输入四异或门74LS86 1片
实验内容：
利用D触发器设计一个可逆模4计数器。
附：（选做）
利用JK触发器设计一个可逆模4计数器。
实验要求：
1.看懂光盘中的实验过程,并在Multisim 2001中使用逻辑分析仪验证结果.
2.使用方波发生器5V 1KHZ（器件库—电源—CLOCK SOURCE）提供脉冲，灯泡（器件库—指示器件—LAMP）,开关（器件库—BASIC—SWITCH—SPDT）。
3.根据实验内容，列出真值表、逻辑函数式，并在下周三上交实验报告。
附：74LS10引脚图
74LS74的逻辑符号。
序列检测器
目录第一章设计方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.1设计任务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.2设计要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.2.1整体功能要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.2.2测试要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 第二章设计思路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22.1数字频率计介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22.2设计原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22.2.1频率测量的基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22.2.2整体方框图及原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22.2.3序列器结构框图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 第三章模块介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43.1顶层文件模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43.1.1顶层文件原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43.1.2顶层文件模块verilog 语言描述程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43.2伪随机序列发生器模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43.2.1伪随机序列发生器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43.2.2伪随机序列发生器原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53.2.3伪随机序列发生器模块verilog 语言描述程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63.3序列检测器模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73.3.1序列检测器原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73.3.2序列检测器模块verilog 语言描述程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 第四章序列检测器的实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．84.1序列检测器的verilog 语言程序描述及仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．84.1.1序列检测器的verilog 语言程序描述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．84.1.2序列检测器的波形仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．94.2设计中遇到的问题与解决方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．104.2.1设计中遇到的问题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．104.2.2解决方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 第五章设计小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．115.1心得体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11第一章设计方案1.1设计任务在掌握常用数字电路功能和原理的基础上，根据 EDA 技术课程所学知识，利用硬件描述语言 Verilog HDL、EDA软件Quartus II 和硬件平台 Cyclone/Cyclone II FPGA 进行电路系统的设计。
数电数字电子技术期末考试常用芯片功能总结
06
计数器芯片
二进制计数器芯片
01
02
03
04
二进制计数器芯片是数字电子 技术中常用的芯片之一，主要 用于对二进制数进行计数。
二进制计数器芯片通常具有加 法器和寄存器功能，能够实现 二进制数的加法运算和存储。
二进制计数器芯片在数字电路 设计中具有广泛的应用，如数 字钟表、频率计、电子秤等。
二进制计数器芯片的常见型号 包括74HC393、74HC160等
OR门芯片
总结词
实现逻辑或运算的芯片
详细描述
OR门芯片是一种常见的逻辑门芯片，用于实现逻辑或运算。当输入端中至少有 一个为高电平时，输出端为高电平；当输入端同时为低电平时，输出端为低电平 。
NOT门芯片
总结词
实现逻辑非运算的芯片
详细描述
NOT门芯片是一种常见的逻辑门芯片，用于实现逻辑非运算。当输入端为高电平时，输出端为低电平；当输入端 为低电平时，输出端为高电平。
JK触发器芯片
JK触发器芯片有两个主要输入端：J （置位）和K（复位），以及一个 时钟（Clk）输入端。
当复位信号为高电平且时钟信号 上升沿到来时，JK触发器会将内 部寄存器清零。
JK触发器芯片是一种具有置位、 复位和翻转功能的数字逻辑芯片 。
当置位信号为高电平且时钟信号 上升沿到来时，JK触发器会将内 部寄存器置为高电平。
04
任意进制计数器芯片
01
任意进制计数器芯片是一种能够 实现任意进制数计数的数字电子
技术芯片。
03
任意进制计数器芯片在数字电路 设计中具有广泛的应用，如频率
合成器、波形发生器等。
02
任意进制计数器芯片通常具有可 编程功能，能够根据需要设置不
同步可逆计数器和序列检测器
课程实验报告课程名称：数字电路与逻辑设计专业班级：计实1001班学号：U201014488姓名：王宸敏指导教师：周次：第十周同组人员：熊凯报告日期：2012年5月18日计算机科学与技术学院【内容A】一、实验名称利用所给组件，设计一个同步模4可逆计数器，其框图如图5.9所示。
图中，X为控制变量，当X=0是进行加一计数，X=1时进行减一计数；Y2、Y1为计数状态；Z为进位或借位输出信号。
二、实验目的掌握同步时序电路实验的设计方法，验证所设计的同步时序逻辑电路，加深对“同步”和“时序”这两个名词的理解。
三、实验所用仪器和组件1.双D触发器组件2片，型号为74LS742.负沿双JK触发器2片，型号为74LS733.二输入四“与非”门2片，型号为74LS004.二输入四“或非”门1片，型号为74LS025.三输入三“与非”门1片，型号为74LS106.二输入四“异或”门1片，型号为74LS867.六反相器组件2片，型号为74LS04四、实验设计方案及逻辑图1.首先画出状态图如下：2.做出真值表如下所示：3.由真值表得到D1、D2及Z 的卡诺图如下： D2：121212122y y x y xy y y x y y x D +++=21y y x ⊕⊕= D1：11y D =Z ：1212y y x y y x Z +=1212y y x y y x ⋅=4.由D1、D2及Z的表达式可以设计出电路图如下，采用D触发器：五、描述实验现象，并运用所学的知识进行分析、处理及讨论1.当输入x=0时，电路实现的是模4加法，即每来一个脉冲计数状态加一，同时逢4进位，即输出z=1。
因为电路图是按照状态图、真值表、状态表、表达式得到的，因此实现的正好是满足功能的电路。
2.当输入x=1时，电路实现的是模4减法，即每来一个脉冲计数状态减一，同时逢4借位，即输出z=1。
因为电路图是按照状态图、真值表、状态表、表达式得到的，因此实现的正好是满足功能的电路。
数字逻辑组合逻辑电路实验
Qn+1
0
1
x
x
0
1
1
1
1
0
x
x
0
0
1
0
1
1
0
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
高电平时 次态=D的状态
D触发器功能测试
负边沿J_K触发器功能测试
CP J
K
Qn Qn+1
0
1
xxx x 1
1
0
xxx x 0
1
1
01 0 0
1
1
10 0 1
1
1
00 1 1
1
1
11 1 0
负边沿J_K触发器功能测试
实验报告要求
一.实验报告格式 1.实验目的 2.实验器材 3.实验内容 4.实验步骤 5.实验体会
二.使用A4纸打印，封面包括实验名称、实验者姓 名、指导老师姓名、实验时间等
下次实验内容
• 同步时序逻辑电路设计: 1. 设计一个同步模4可逆计数器 2. 按Mealy型设计一个“1001”序列检测器0源自111000
0
0
d
1
01
0
1
d
1
11
0
1
d
d
10
0
1
d BC d
逻辑表达式: F1=
F2(1为奇数)的卡诺图和逻辑表达式
卡诺图
AB CD
00
00
0
01 1
11 d
10 1
01
1
0
d
0
11
0
课程设计序列检测器的设计
课程设计序列检测器的设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解序列检测器的基本概念、原理和应用；2. 掌握序列检测器的组成部分，包括触发器、计数器等；3. 学会分析序列检测器的逻辑功能，并能正确绘制其逻辑图；4. 了解序列检测器在数字电路中的应用，如通信、计算机等领域。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计简单序列检测器的能力；2. 提高学生动手实践能力，学会使用相关仪器、设备进行序列检测器的搭建和调试；3. 培养学生团队协作能力，学会与他人共同分析问题、解决问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路的兴趣，激发他们探索科学技术的热情；2. 培养学生严谨、认真的学习态度，养成良好地分析和解决问题的习惯；3. 增强学生的创新意识，鼓励他们勇于尝试新方法，培养创新精神。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够准确描述序列检测器的原理和组成部分；2. 学生能够独立绘制并解释序列检测器的逻辑图；3. 学生能够设计并搭建一个简单的序列检测器电路；4. 学生能够运用所学知识分析并解决实际数字电路问题；5. 学生在团队协作中，能够积极参与、沟通、分享，共同完成任务。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，结合教材第二章“数字电路基础”相关内容，组织以下教学大纲：1. 序列检测器原理及分类- 序列检测器的基本概念- 序列检测器的工作原理- 序列检测器的分类及应用2. 序列检测器的组成部分- 触发器的类型与功能- 计数器的作用与分类- 逻辑门电路的基本原理3. 序列检测器逻辑设计与分析- 逻辑图的绘制方法- 序列检测器逻辑设计步骤- 常见序列检测器逻辑分析实例4. 序列检测器应用案例- 通信系统中序列检测器的应用- 计算机领域中的序列检测器- 其他数字电路中的实际应用案例5. 实践操作：序列检测器设计与搭建- 设计一个简单的序列检测器电路- 使用仪器、设备进行电路搭建和调试- 分析实验结果，优化设计方案教学内容安排和进度如下：第1周：序列检测器原理及分类第2周：序列检测器的组成部分第3周：序列检测器逻辑设计与分析第4周：序列检测器应用案例及实践操作三、教学方法针对本章节内容，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：教师以教材为依据，系统讲解序列检测器的基本概念、原理、分类及应用。
数电课设三位二进制同步加法计数器序列信号发生器串行序列检测器电路设计方案
第一部分数字电子课程设计成绩评定表课程设计任务书目录1 课程设计的目的与作用 (1)1.1设计目的及设计思想 (1)1.2设计的作用 (1)1.3 设计的任务 (1)2 所用multisim软件环境介绍 (1)3 三位二进制同步加法计数器设计 (3)3.1 基本原理 (3)3.2 设计过程 (3)4序列信号发生器的设计 (6)4.1 基本原理 (6)4.2 设计过程 (6)5串行序列检测器电路设计 (7)5.1 基本原理 (7)5.2 设计过程 (8)6 仿真结果分析 (11)6.1 三位二进制同步加法计数器仿真 (11)6.2 序列信号发生器（发生序列100101）的仿真 (14)6.3 0110串行序列检测器电路设计 (17)7 设计总结和体会 (23)8 参考文献 (23)1 课程设计的目的与作用1.1设计目的及设计思想根据设计要求设计三位二进制加法计数器和序列信号发生器，加强对数字电子技术的理解,进一步巩固课堂上学到的理论知识。
了解计数器和序列信号发生器的工作原理。
1.2设计作用通过multisim软件仿真电路可以使我们对计数器和序列信号发生器有更深的理解。
学会分析仿真结果的正确性，与理论计算值进行比较。
通过课程设计，加强动手，动脑的能力。
1.3设计任务1.设计一个三位二进制同步加法计数器，要求无效状态为001,110。
2.设计一个序列信号发生器，要求发生序列100101。
2 所用multisim软件环境介绍multisim软件环境介绍Multisim是加拿大IIT公司（Interrative Image Technologies Ltd）推出的基于Windows的电路仿真软件，由于采用交互式的界面，比较直观、操作方便，具有丰富的元器件库和品种繁多的虚拟仪器，以及强大的分析功能等特点，因而得到了广泛的引用。
针对不同的用户，提供了多种版本，例如学生版、教育版、个人版、专业版和超级专业版。
其中教育版适合高校的教学使用。
同步模4可逆计数器原理
同步模4可逆计数器原理
同步模4可逆计数器是一种使用模4同步计数器作为基础的可逆计数器。
它可以实现从0到3的循环计数，并具有可逆的计数功能。
以下是它的工作原理：
1. 同步模4计数器：首先，使用两个JK触发器构建一个模4同步计数器。
这个计数器由两个触发器Q0和Q1构成，它们的输出通过两个AND门连接回两个触发器的使能端。
2. 可逆计数功能：为了实现可逆计数功能，我们需要添加一些逻辑门来实现计数器的反向计数。
一种常见的方法是，在模4计数器的输出经过一个反相器，然后再输入到两个AND门，用于控制JK触发器的输入。
这样，当模4计数器的输出为3时，JK触发器的状态将被反转，从而实现了从3到0的可逆计数。
3. 控制电路：为了控制计数器的工作，我们需要添加一些附加逻辑门和输入信号。
例如，可以使用一个控制电路和一个使能信号来控制计数器的启动和停止。
控制电路可以根据需要连接到逻辑门和触发器的使能线。
总之，同步模4可逆计数器通过使用模4同步计数器和逻辑门来实现从0到3的循环计数，并实现了可逆的计数功能。
根据设计需求，可能需要添加额外的控制电路来完成特定的功能。
数电课程设计(十三进制同步减法计数器和串行序列信号检测器)资料
1 十三进制同步减法计数（无效状态为0001、0010、0011）的设计1.1 课程设计的目的：1、了解同步计数器的工作原理和逻辑功能。
2、掌握计数器电路的分析、设计方法及应用。
3、熟悉设计过程和边沿JK 触发器原理。
1.2 设计总框图：1.3设计过程：1.3.1、状态图：/0 /0 /0 /0 /0 /0 1110 1101 1100 1011 1010 1001/0000 0100 0101 0110 0111 1000/1 /0 /0 /0 /0 /01.3.2、选择触发器、求时钟方程、输出方程和状态方程（1）选择触发器由于JK 触发器功能齐全、使用灵活，故选用4个下降沿出发的边沿JK 触发器。
（2）求时钟方程 CP 0=CP 1=CP 2=CP 3=CP (3)求输出方程输出方程的卡诺图为：00011110输出方程: Y =Q n3Q n2（4）状态方程：次态卡诺图：00011110所以：Q3n+1 的卡诺图为：000111101 ×××0 0 0 00 0 0 00 0 0 01111 ××××××××××××0000 0001 0110 01011011 1100 1110 11010111 1000 1010 10011 ×××0 0 0 01 1 1 10 1 1 1Q2n+1的卡诺图为：00011110Q1n+1的卡诺图为：00011110Q0n+1 的卡诺图为：00011110状态方程：Q3n+1=Q n3Q n2 + Q n3Q n0 + Q n3Q n1+ Q——n3Q_——n2=Q——n3Q_——n2 + (Q n0+Q n1+Q n2)Q n3 Q2n+1=Q——n2Q——n1Q——n0+ (Q n0+Q n1)Q n3Q1n+1=Q——n1Q——n0Q n3 + Q n1Q n0 + Q——n1Q——n3Q_——n2Q0n+1 =Q——n0（Q n3+Q n1+Q——n2）1×××0 1 1 10 1 1 11 0 0 01×××0 0 1 01 0 1 01 0 1 01×××0 0 0 11 0 0 11 0 0 1驱动方程为：J3=Q_——n2 K3=Q_——2Q——0Q——1J2=Q——n1Q——n0 K2=Q——n1Q——n0J1==Q——n0Q n2 Q n2Q——n3Q——n0Q n3 K1=Q——n0J0=Q n1Q n2Q n3K0=1(6) 检验能否自启动（无效状态0001，0010，0011）0011 0010 10010001 1010所以能自启动1.4逻辑接线图：1.5 电路接线图1.6实验仪器74LS112芯片2块，74LS08芯片1块74LS00芯片2块开关导线若干1.7实验结论（分析实验中出现的故障及产生的原因）实验正常，个芯片运行正常。
序列检测器
序列检测器编辑词条编辑摘要摘要介绍了一种序列检测器的设计方法，该电路可应用于安全防盗、密码认证等加密场合，以及在海量数据中对敏感信息的自动侦听。
电路采用数字系统设计方法，步骤程序化，电路可靠性高。
序列检测器是一种能够检测输入的一串二进制编码，当该二进制码与事先设定的码一致时，检测电路输出高电平，否则输出低电平。
该检测电路可广泛用于日常生产、生活及军事。
目录1应用目的2内容和原理3设计步骤4结果及分析目录1应用目的2内容和原理3设计步骤4结果及分析收起编辑本段应用目的1、熟练掌握Quartus II 的使用方法及Verilog HDL的编程方法。
2、掌握有限状态机的工作原理3、熟悉串行信号的输入和扫描。
4、理解在多状态情况下的状态选择和控制。
5、实现用有限状态机对输入串行信号101的读取和判断。
编辑本段内容和原理内容：要求当检测器检测到101时cout=1。
原理：序列检测器可用于检测一组或多组由二进制代码组成的脉冲序列信号，当序列检测器连续收到一组串行二进制码后，如果这组码与检测器中预先设置的码相同，则输出为1，否则输出0。
由于这种检测的关键在于正确码的收到必须是连续的，这就要求检测器必须记住前一次的正确码及正确序列，直到在连续的检测中所收到的每一位码都与与预置数的对应码相同。
在检测过程中，任何一位不相等都将回到初始状态重新开始检测。
101序列检测器状态图：编辑本段设计步骤(1) 新建一个工程，选择命令File| New Project Wizard出现工程建立向导，工程名wcx，选择输入或选择工程存放的路径、工程名、顶层实体名。
(2) 新建一个Verilog HDL文件，进行布局文件的描述，布局文件如下：module wcx (clock, resetn, w, z);input clock, resetn, w;output z;reg [2:1] y, Y;parameter [2:1] A = 2'b00, B = 2'b01, C =2'b10,D=2'b11;always @(w or y)case (y)A: if (w) Y = B;else Y = A;B: if (w) Y = B;else Y = C;C: if (w) Y = D;else Y = A;D: if (w) Y = B;else Y = C;default: Y = 2'bxx;endcasealways @(negedge resetn or posedge clock)if (resetn == 0) y <= A;else y <= Y;assign z = (y == D);endmodule(3) 编译设计文件。
杭州电子科技大学2022年《电子信息学院-数字电路(新大纲)》考研专业课初试大纲
杭州电子科技大学全国硕士研究生招生考试业务课考试大纲考试科目名称：数字电路科目代码：一、数字与编码1.数制变换：二进制、八进制、十六进制与十进制的整数和小数转换。
2.数的表示形式：有符号数和无符号数的运算、处理；原码、反码和补码表示方法和性质。
3.常见编码：常用8421BCD码、余3码和格雷码、奇偶校验码、ASCII码等性质和特点。
二、逻辑门功能及其电路特性1.TTL门和CMOS门电路外部特性：输入、输出和传输特性，阈值电平和低功耗特性。
2.CMOS逻辑门基本结构与工作原理。
3.特殊门电路：三态门、OC/OD门、CMOS传输门的特性及应用。
4.集成逻辑门的性能参数选择与相关概念。
三、逻辑函数运算规则及化简1.逻辑基本概念：与或非代数系统的定义、性质。
2.逻辑函数的表述方法和形式：最大项、最小项，“与或式”、“或与式”、“与非-与非式”以及“或非-或非式”转换。
3.逻辑代数运算规则：常用的逻辑运算定律和公式，反函数和对偶函数变换。
4.逻辑证明：逻辑表达式变换和推导、证明。
5.逻辑化简：公式法和卡诺图化简逻辑函数，一次降维卡诺图的变换。
四、逻辑电路设计与分析1.组合逻辑电路分析：采用门电路构成的组合电路以及采用编码器、译码器、数据选择器、数据分配器、加法器和比较器等中规模组合集成电路构成的组合逻辑电路分析系。
2.组合逻辑电路设计：采用门电路设计组合逻辑电路；采用译码器或数据选择器设计组合逻辑电路。
3.中规模组合集成电路芯片的应用，比如加法器、比较器、显示译码器以及可编程逻辑器件等。
4.广义译码器的概念。
5.组合电路的竞争与冒险分析。
五、触发器及含触发器的PLD1.常见触发器特性：基本RS触发器、钟控触发器、电平型D锁存器、边沿型D触发器、边沿型JK触发器、T和T’触发器的功能、电路结构和特性方程。
2.触发器转换：不同触发器的相互转换。
3.触发器的应用与设计。
六、时序逻辑电路的分析与设计1.时序电路特点与表达形式：时序电路特点、时序电路状态转换表、状态图和时序图；2.寄存器：并行寄存器与移位寄存器。
数字逻辑试卷及答案
数字逻辑试卷及答案计算机学院第⼆学期《数字逻辑》期未考试试卷 A 卷学号班级姓名成绩⼀、填空（每空1分，共14分）1、（21.5）10=（）2=（）8=（）162、若0.1101x =-，则[]x 补=（）3、⼗进制数809对应的8421BCD 码是（）4、若采⽤奇校验，当信息位为10011时，校验位应是（）5、数字逻辑电路分为（）和（）两⼤类6、电平异步时序逻辑电路的描述⼯具有（）、（）、（）7、函数()()F A B C D =+?+的反函数是（）8、与⾮门扇出系数N O 的含义是（）9、若要消除函数(,,)F A B C AB AC =+对应的逻辑电路可能存在的险象，则应增加的冗余项是（）⼆、选择题（每空2分，共16分）从下列各题的四个答案中，选出⼀个正确答案，并将其代号填⼊括号内1、数字系统采⽤（）可以将减法运算转化为加法运算A ．原码B ．余3码C ．Gray 码D ．补码2、欲使J-K 触发器在CP 脉冲作⽤下的次态与现态相反，JK 的取值应为（） A ．00 B ．01 C ．10 D ．113、对完全确定原始状态表中的6个状态，A 、B 、C 、D 、E 、F 进⾏⽐简，若有（A ，B ），（D 、E ）等效，则最简状态表中只有（）个状态A ．2B ．4C ．5D ．6 4、下列集成电路芯⽚中，（）属于组合逻辑电路 A ．计数器74290 B ．寄存器74194 C ．三⼀⼋译码器74138 D ．集成定时器5G555 5、设计⼀个20进制同步计数器，⾄少需要（）个触发器 A ．4 B ．5 C ．6 D ．20 6、⽤5G555构成的多谐振荡器有（）A ．两个稳态B ．两个暂稳态C ．⼀个稳态，⼀个暂稳态D ．既没有稳态，也没有暂稳态 7、可编程逻辑阵列PLA 的与、或陈列是（）A ．与阵列可编程、或阵列可编程B ．与阵列不可编程、或阵列可编程C ．与阵列可编程、或阵列不可编程D ．与阵列不可编程、或阵列不可编程 8、最⼤项和最⼩项的关系是（）A ．i i m M =B ．i i m M =C ．1i i m M ?=D ．⽆关系三、逻辑函数化简（6分）把(,,,)(0,1,5,14,15)(4,7,10,11,12)F A B C D m d =∑+∑化成最简与—或式四、分析题（每⼩题12分，共24分）1、分析图1所⽰组合逻辑电路①写出输出函数表达式②列出真值表③说明电路功能2、分析图2所⽰脉冲异步时序逻辑电路①写出输出函数和激励函数表达式②列出次态真值表，作出状态表和状态图③说明电路功能④设初态2100y y =，作出x 输⼊4个异步脉冲后的状态y 2y 1和输出z 的波形图。
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课程实验报告课程名称：数字电路与逻辑设计
专业班级：计实1001班
学号：U201014488
姓名：王宸敏
指导教师：
周次：第十周
同组人员：熊凯
报告日期：2012年5月18日
计算机科学与技术学院
【容A】
一、实验名称
利用所给组件，设计一个同步模4可逆计数器，其框图如图5.9所示。
图中，X为控制变量，当X=0是进行加一计数，X=1时进行减一计数；Y2、Y1为计数状态；Z为进位或借位输出信号。
二、实验目的
掌握同步时序电路实验的设计方法，验证所设计的同步时序逻辑电路，加深对“同步”和“时序”这两个名词的理解。
三、实验所用仪器和组件
1.双D触发器组件2片，型号为74LS74
2.负沿双JK触发器2片，型号为74LS73
3.二输入四“与非”门2片，型号为74LS00
4.二输入四“或非”门1片，型号为74LS02
5.三输入三“与非”门1片，型号为74LS10
6.二输入四“异或”门1片，型号为74LS86
7.六反相器组件2片，型号为74LS04
四、实验设计方案及逻辑图
1.首先画出状态图如下：
X Y2 Y1 12+n y
11+n y
D2 D1 Z 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1
1
1
1
1
3.由真值表得到D1、D2及Z 的卡诺图如下：
D2：
X y2y1
00 01 11 10 0 0 1 0 1 1
1
1
121212122y y x y xy y y x y y x D +++=
21y y x ⊕⊕= D1：
X y2y1
00 01 11 10 0 1 0 0 1 1
1
1
11y D =
Z ：
X y2y1
00 01 11 10 0 0 0 1 0 1
1
1212y y x y y x Z +=
1212y y x y y x ⋅=
4.由D1、D2及Z 的表达式可以设计出电路图如下，采用D 触发器：
五、描述实验现象，并运用所学的知识进行分析、处理及讨论
1.当输入x=0时，电路实现的是模4加法，即每来一个脉冲计数状态加一，同时逢4进位，即输出z=1。
因为电路图是按照状态图、真值表、状态表、表达式得到的，因此实现的正好是满足功能的电路。
2.当输入x=1时，电路实现的是模4减法，即每来一个脉冲计数状态减一，同时逢4借位，即输出z=1。
因为电路图是按照状态图、真值表、状态表、表达式得到的，因此实现的正好是满足功能的电路。
【容B 】
一、 实验名称
利用所给组件按Mealy 型和Moore 型同步时序逻辑电路的设计方法设计一个“1001” 序列检测器，其框图如图5.10所示。
该电路的逻辑功能是，在输入端X上串行输入随机二进制码，输入信号为电平信号。
每当输入的代码中出现“1001”序列时，在输出端Z产生一个高电平，即Z=1，其他情况下Z=0。
典型输入、输出序列如下：
X: 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1
Z: 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1
二、实验目的
掌握同步时序电路实验的设计方法，验证所设计的同步时序逻辑电路，加深对“同步”和“时序”这两个名词的理解。
三、实验所用仪器和组件
1.双D触发器组件2片，型号为74LS74
2.负沿双JK触发器2片，型号为74LS73
3.二输入四“与非”门2片，型号为74LS00
4.二输入四“或非”门1片，型号为74LS02
5.三输入三“与非”门1片，型号为74LS10
6.二输入四“异或”门1片，型号为74LS86
7.六反相器组件2片，型号为74LS04
四、实验设计方案及逻辑图
1.依题意可知，可以设有5种状态：
A：表示初状态；B：表示接收到‘1’；C：表示接收到‘10’；D：表示接收到‘100’；
E：表示接收到‘1001’
2.画出状态图如下：
3. X=0 X=1 A A/0 B/0 B C/0 B/0 C D/0 B/0 D A/0 E/1 E
C/0
B/0
4. 由状态表作隐含表进行状态化简：
由隐含图可知，B 、E 是等效类，因此可以将B 、E 合并，其中令a=A, b={B,E}, c=C, d=D x=0 x=1 a a/0 b/0 b c/0 b/0 c d/0 b/0 d
a/0
b/1
5. 根据化简后的状态表，按照相邻法则编码得到： x=0 x=1 00 00/0 01/0 01 11/0 01/0 11 10/0 01/0 10
00/0
01/1
6.X Y2 Y1 12+n y
11+n y
D2 D1 Z 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1
1
1
1
1 1 1 0 1 0 1 0 1
1
1
1
1
7. 再由真值表得到D2、D1及Z 的卡诺图和表达式：
D2X y2y1
00 01 11 10 0 0 1 1 0 1
112y x y x D +==
X y2y1
00 01 11 10 0 0 1 0 0 1
1
1
1
1
21211y y x y y x D +⋅=+=
Z:
X y2y1
00 01 11 10 0 0 0 0 0 1
1
2121y y x y y x Z +==
8. 由D1、D2及Z 的表达式可以设计出电路图如下，采用D 触发器：
五、 描述实验现象，并运用所学的知识进行分析、处理及讨论
输入典型序列时，当且仅当出现“1001”序列时输出为1，其它情况下输出为0。
因为
电路图是按照状态图、真值表、状态表、表达式得到的，再通过一些逻辑门的组合输出结果，因此实现的正好是满足功能的电路。
六、回答思考题
1.同步时序电路与组合电路有何区别？
答：同步时序电路中用到了触发器，其中触发器能够保存电路之前的状态，使得电路的输出可以与输入和之前的状态相关；而组合电路不具有保存电路状态的功能。
2.你所设计的电路中是否存在多余状态？若有，将会电路的正常工作状态产生怎样的影响？
答：由于我设计的电路中进行了状态化简，因此是最简的电路，不存在多余状态。
若有多余的状态，不会对电路得到的结果产生影响，只会产生一定的时延。
3.Mealy型和Moore型同步时序电路的主要区别是什么？
答：Mealy型与状态和当前的输入有关，而Moore只与状态有关。
七、实验感受及体会
本次实验主要是进行同步时序电路的设计，第一个实验的容比较简单，相当于题目
已经给好了各状态的编码，通过状态图、状态表得到真值表、卡诺图以及表达式就可以设计出符合条件的逻辑电路了。
唯一需要注意的就是通过表达式将其化简成使用最少的逻辑门的电路，使电路最简，同时功能齐全。
第二个实验就需要根据所给状态进行状态化简，在利用相邻编码的原则进行编码，之后的过程就和第一个实验的是一样的了。
第二个实验考查了我们较为全面的能力，也很好的培养了、锻炼了我们分析问题的能力和动手能力。
在进行电路连接的时候也要求我们要细心仔细，一个人进行接线，另一个人在一旁检查错误，也锻炼了两个人之间的团结合作的能力。
总而言之，这次的实验对我们的各种能力的提高很有帮助！。