三位二进制减法计数器的设计
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目录
1设计目的与作用 (1)
1.1设计目的及设计要求 (1)
1.2设计作用 (1)
2设计任务 (1)
3三位二进制减法计数器的设计 (1)
3.1设计原理 (1)
3.2设计过程 (2)
4 74161构成227进制同步计数器并显示 (4)
4.1设计原理 (4)
4.2设计过程 (4)
5仿真结果分析 (5)
5.1三位二进制减法计数器仿真结果 (5)
5.2 74161构成227进制同步计数器的仿真结果 (8)
6设计总结 (8)
7参考文献 (9)
1设计目的与作用
1.1设计目的及设计要求
按要求设计三位二进制减法计数器(无效状态001,011)及用74161构成227进制同步计数器并显示,加强对数字电子技术的了解,巩固课堂上学到的知识,了解计数器,并且加强对软件multisim的了解。
1.2设计作用
multisim仿真软件的使用,可以使我们对计数器及串行检测器有更深的理解,并且学会分析仿真结果,与理论结果作比较。加强了自我动手动脑的能力。
2设计任务
1.三位二进制减法计数器(无效状态001,011)
2.74161构成227进制同步计数器并显示
3三位二进制减法计数器的设计
3.1设计原理
设计一个三位二进制减法计数器(无效状态001,011)
000 /0010 /0100 /0101 /0110 /0 111
/1
排列n n n
210
Q Q Q
图3.1.1 状态图
3.2设计过程
a .选择触发器
由于JK 触发器的功能齐全,使用灵活,在这里选用3个CP 上升沿触发的边沿JK 触发器。 b .求时钟方程
采用同步方案,故取012CP CP CP CP === c .求状态方程
由3.1所示状态图可直接画出电路次态n+1n+1n+1
2
10Q Q Q 卡诺图。再分解开便可以得到如图各触发器的卡诺图。
Q 1n Q 0n
Q
2n
00 01 11 10
1
图3.2.1次态n+1
n+1n+12
10Q Q Q 卡诺图
Q 1n Q 0n
Q 2n 00 01 11 10
1
图3.2.2n+1
2
Q 的卡诺图
Q 1n Q 0n
Q 2n
00 01 11 10 0 1
图3.2.3
n+11Q 的卡诺图
Q 1n Q 0n
Q 2n 00 01 11 10
0 1
图3.2.4
n+10Q 的卡诺图
状态方程:
n
n Q Q Q Q Q Q 0
1n 2n 1n 21n 2++=+ (1)
n n n n n Q Q Q Q Q 010111+=+ (2)
n 0
n 1n 2n 1n 21n 0Q Q Q Q Q Q +=+ (3)
(2)求驱动方程
JK 触发器的特性方程为n n 1n Q K Q J Q +=+
120Q Q J ⊕=,n Q Q K 1n
20+= n 011Q K J ==
n 0n 12Q Q J +=,n 0n 12Q Q K =
(3)画逻辑电路图
选用触发器,写出时钟方程,输出方程,驱动方程,便可以画出如图所示的逻辑电路图。
图3.2.5 三位二进制减法计数器逻辑电路图
(4)检查电路能否自启动
000001,110011→→,可见在CP 操作下都能回到有效状态,电路能够自启动。
4 74161构成227进制同步计数器并显示
4.1设计原理
3位二进制的状态图,从初态000开始,在第一个计数脉冲作用后,触发器FF 0由0翻转为1(Q 0的借位信号),此上升沿使FF 1也由0翻转为1(Q 1的借位信号),这个上升沿又使FF 2由0翻转为1,即计数器由000变成了111状态。在这一过程中,Q 0向Q 1进行
了借位,Q 1向Q 2进行了借位。此后,每输入1个计数脉冲,计数器的状态按二进制递减(减1)。输入第8个计数脉冲后,计数器又回到000状态,完成一次循环。
4.2设计过程
(1)写出S N-1的二进制代码
1110001022612271-===-S S S N
(2)求归零逻辑
n
1n 5n 6n 72261Q Q Q Q P P LD CR N ====- (3)逻辑图
图4.1.1 74161构成227进制同步计数器图
5仿真结果分析
5.1三位二进制减法计数器仿真结果
对电路分别置“1”置“0”后,开始自动计数,计数状态如下,因无效状态为001,011所以不会出现此俩种状态。
图5.1.1 状态111图
图5.1.2 状态110图
图5.1.3状态101图
图5.1.4状态100图
图5.1.5状态010图
图5.1.6状态000图
5.2 74161构成227进制同步计数器的仿真结果
图5.2.1 74161构成227进制同步计数器的仿真结果图
6设计总结
数电课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。回顾起此次课程设计,至今我仍感慨颇多。的确,从选题到定稿,从理论到实践,在短短的一个星期的日子里,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多很多的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次数电课程设计,使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,这毕竟第一次做数电课程设计,难免会