实验三 时序逻辑电路
时序逻辑实验报告
时序逻辑实验报告时序逻辑实验报告引言：时序逻辑是计算机科学中的重要概念，它描述了事件在时间上的顺序和发生关系。
在本次实验中，我们将探索时序逻辑的基本原理，并通过实际的电路设计和仿真来加深对其理解。
实验一：时钟信号的生成和分频时钟信号是时序逻辑中的基础，它提供了时间参考，使得电路中的各个元件能够按照特定的时间序列进行操作。
在本实验中，我们首先学习了如何通过计数器和分频器生成时钟信号。
通过调整分频器的参数，我们可以得到不同频率的时钟信号，并观察其对电路行为的影响。
实验二：时序逻辑电路的设计在本实验中，我们将学习如何设计时序逻辑电路。
时序逻辑电路通常由触发器、计数器、状态机等组成，它们能够根据输入信号的变化产生不同的输出。
我们将通过实际的案例来展示时序逻辑电路的设计过程，并使用仿真工具验证其正确性。
实验三：状态机的设计和实现状态机是时序逻辑中常用的模型，它描述了系统根据输入信号的变化而转换的状态。
在本实验中，我们将学习如何设计和实现状态机。
通过定义状态和状态转换条件，我们可以将复杂的系统行为转化为简单的状态转换图，并通过电路实现这些状态转换。
实验四：时序逻辑电路的故障排查时序逻辑电路的故障排查是电子工程师日常工作中的重要环节。
在本实验中，我们将学习如何通过逻辑分析仪和示波器等工具来排查时序逻辑电路的故障。
通过观察信号波形和逻辑分析结果，我们可以确定故障的原因，并采取相应的修复措施。
实验五：时序逻辑电路的应用时序逻辑电路在计算机科学和电子工程中有着广泛的应用。
在本实验中，我们将学习一些时序逻辑电路的典型应用，如计数器、时序多路复用器等。
通过实际的案例，我们可以更好地理解时序逻辑电路在实际系统中的作用和价值。
结论：通过本次实验，我们深入了解了时序逻辑的基本原理和应用。
我们学习了时钟信号的生成和分频，掌握了时序逻辑电路的设计和实现方法，学会了使用工具进行故障排查。
时序逻辑在现代电子系统中起着重要的作用，通过实验的学习，我们对其有了更深入的理解和应用能力。
实验三-VHDL时序逻辑电路设计
实验三 VHDL 时序逻辑电路设计一、实验目的1．熟悉用VHDL语言设计时序逻辑电路的方法2．熟悉用Quartus文本输入法进行电路设计二、实验所用仪器元件及用途1．计算机：装有Quartus软件，为VHDL语言提供操作场所。
2．直流稳压电源：通过USB接口实现，为实验开发板提供稳定电源。
3．数字系统与逻辑设计实验开发板：使试验结果下载到开发板上，实现整个实验的最终结果。
三、实验内容1．用VHDL语言设计实现一个8421码十进制计数器。
（1）实验内容及要求：在Quartus平台上设计程序和仿真题目要求，并下载到实验板上验证试验结果。
（2）试验结果：VHDL代码和仿真结果。
2．用VHDL语言设计实现一个分频系数为8，分频输出信号占空比为50%的分频器。
（1）实验内容及要求：在Quartus平台上设计程序和仿真题目要求。
（2）试验结果：VHDL代码和仿真结果。
3．用VHDL语言设计实现一个控制8个发光二极管亮灭的电路。
（1）实验内容及要求：在Quartus平台上设计程序和仿真题目要求，并下载到实验板上验证试验结果。
a.单点移动模式：一个点在8个发光二极管上来回的亮b.幕布式：从中间两个点，同时向两边依次点亮直至全亮，然后再向中间点灭，依次往复c.通过拨码开关或按键控制两种模式的转换（2）试验结果：VHDL代码和仿真结果。
四、实验设计思路及过程1.8421码十进制计数器状态转移表左图为8421码十进制计数器的状态转移表，abcd为初状态，ABCD为下一状态，每当有“1”出现时，相应的管脚就亮灯，从而从0000到1001的灯依次出现。
VHDL代码如下：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY count12 ISPORT(clk,clear:IN STD_LOGIC;q :OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);END count12;ARCHITECTURE a OF count12 ISSIGNAL q_temp:ATD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGINPROCESS(clk)BEGINIF(clk'event and clk='1') THENIF clear='0' THENq_temp<="0000";ELSIF q_temp="1011"THENq_temp<="0000";ELSEq_temp<=q_temp+1;END IF;END IF;END PROCESS;q<=q_temp;END a;2.分频系数为8，输出占空比为50%的分频器的设计左图为八分频器（占空比50%）的状态转移图，其中abc为原状态，ABC为下一状态。
数字逻辑实验报告
数字逻辑实验报告数字逻辑实验报告引言：数字逻辑是计算机科学中的基础知识，它研究的是数字信号的处理与传输。
在现代科技发展的背景下，数字逻辑的应用越来越广泛，涉及到计算机硬件、通信、电子设备等众多领域。
本实验旨在通过设计和实现数字逻辑电路，加深对数字逻辑的理解，并掌握数字逻辑实验的基本方法和技巧。
实验一：逻辑门电路设计与实现逻辑门是数字电路的基本组成单元，由与门、或门、非门等构成。
在本实验中，我们设计了一个4位全加器电路。
通过逻辑门的组合，实现了对两个4位二进制数的加法运算。
实验过程中，我们了解到逻辑门的工作原理，掌握了逻辑门的真值表和逻辑方程的编写方法。
实验二：多路选择器的设计与实现多路选择器是一种常用的数字逻辑电路，它可以根据控制信号的不同，从多个输入信号中选择一个输出信号。
在本实验中，我们设计了一个4位2选1多路选择器电路。
通过对多路选择器的输入信号和控制信号的设置，实现了对不同输入信号的选择。
实验过程中，我们了解到多路选择器的工作原理，学会了多路选择器的真值表和逻辑方程的编写方法。
实验三：时序逻辑电路的设计与实现时序逻辑电路是一种能够存储和处理时序信息的数字逻辑电路。
在本实验中，我们设计了一个简单的时序逻辑电路——D触发器。
通过对D触发器的输入信号和时钟信号的设置，实现了对输入信号的存储和传输。
实验过程中，我们了解到D触发器的工作原理，掌握了D触发器的真值表和逻辑方程的编写方法。
实验四：计数器电路的设计与实现计数器是一种能够实现计数功能的数字逻辑电路。
在本实验中，我们设计了一个4位二进制计数器电路。
通过对计数器的时钟信号和复位信号的设置，实现了对计数器的控制。
实验过程中，我们了解到计数器的工作原理，学会了计数器的真值表和逻辑方程的编写方法。
结论：通过本次实验，我们深入了解了数字逻辑的基本原理和应用方法。
通过设计和实现逻辑门电路、多路选择器、时序逻辑电路和计数器电路，我们掌握了数字逻辑实验的基本技巧，并加深了对数字逻辑的理解。
时序实验报告总结
时序实验报告总结时序实验报告总结时序实验是计算机科学中的一项重要实验，旨在通过设计和实现时序电路，来加深对数字电路和时序逻辑的理解。
本文将对我在时序实验中的学习和总结进行分享。
实验一：时序电路设计在时序电路设计实验中，我通过学习时序逻辑的基本概念和设计原理，成功完成了一个简单的时序电路设计。
通过该实验，我深入理解了时钟信号、触发器和状态机的概念，并学会了使用Verilog语言进行时序电路的建模和仿真。
实验二：时序电路优化时序电路优化实验是进一步提高时序电路设计能力的关键一步。
在该实验中，我通过对已有电路的分析和优化，实现了电路的性能提升。
通过优化电路的关键路径，我成功降低了电路的延迟，并提高了电路的工作速度。
实验三：时序电路测试时序电路测试是保证电路正确性的重要环节。
在该实验中，我学会了使用测试向量和模拟器对时序电路进行测试。
通过设计全面的测试用例和检查电路的输出波形，我成功发现和解决了电路中的一些问题，并提高了电路的稳定性和可靠性。
实验四：时序电路综合时序电路综合是将逻辑电路转化为物理电路的过程。
在该实验中，我学会了使用综合工具将Verilog代码转化为门级电路，并通过对综合结果的分析和优化，提高了电路的面积效率和功耗性能。
实验五：时序电路布局与布线时序电路布局与布线是将逻辑电路映射到芯片上的过程。
在该实验中，我学会了使用布局与布线工具对电路进行布局和布线，并通过对布局和布线结果的分析和优化，提高了电路的可靠性和稳定性。
实验六：时序电路验证时序电路验证是验证电路设计的正确性和可靠性的重要环节。
在该实验中，我学会了使用仿真和验证工具对电路进行验证，并通过对验证结果的分析和优化，提高了电路的正确性和稳定性。
通过以上实验，我深入了解了时序电路的设计、优化、测试、综合、布局与布线以及验证等方面的知识和技能。
通过实践和总结，我不仅提高了对时序电路的理解和掌握，还培养了问题解决和创新能力。
时序实验的学习过程中，我还遇到了一些挑战和困惑。
时序电路应用实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解时序电路的基本概念和组成，掌握时序电路的设计方法和分析方法。
2. 掌握计数器、寄存器、移位寄存器等时序电路的应用。
3. 熟悉FPGA开发环境，能够使用Quartus II设计工具进行时序电路的设计和仿真。
二、实验原理时序电路是数字电路中的一种重要电路，它能够根据输入信号的变化，产生一系列有序的输出信号。
时序电路主要由触发器、逻辑门和时钟信号组成。
1. 触发器：触发器是时序电路的基本单元，具有存储一个二进制信息的功能。
常见的触发器有D触发器、JK触发器、T触发器等。
2. 逻辑门：逻辑门用于实现基本的逻辑运算，如与、或、非、异或等。
3. 时钟信号：时钟信号是时序电路的同步信号，用于控制触发器的翻转。
三、实验内容1. 计数器设计（1）设计一个3位同步二进制加计数器。
（2）设计一个3位同步二进制减计数器。
2. 寄存器设计使用74LS74触发器设计一个双向移位寄存器。
3. 移位寄存器设计使用74LS74触发器设计一个单向移位寄存器。
4. 环形计数器设计使用74LS74触发器设计一个环形计数器。
5. 可控分频器设计使用Verilog HDL语言设计一个可控分频器，实现时钟信号的分频功能。
四、实验步骤1. 使用Quartus II设计工具创建工程，并添加所需的设计文件。
2. 根据实验原理，编写时序电路的Verilog HDL代码。
3. 编译代码，并生成测试平台。
4. 在测试平台上进行仿真，验证时序电路的功能。
5. 将设计下载到FPGA，进行硬件实验。
6. 记录实验结果，分析实验现象。
五、实验结果与分析1. 计数器实验结果（1）3位同步二进制加计数器：按照时钟信号的变化，计数器能够从000计数到111。
（2）3位同步二进制减计数器：按照时钟信号的变化，计数器能够从111减到000。
2. 寄存器实验结果使用74LS74触发器设计的双向移位寄存器，能够实现数据的左移和右移功能。
3. 移位寄存器实验结果使用74LS74触发器设计的单向移位寄存器，能够实现数据的左移功能。
时序逻辑电路实验报告
时序逻辑电路实验报告时序逻辑实验报告（时序逻辑实验报告1）。
实验目的1。
掌握同步计数器的设计方法和测试方法。
2掌握常用积分计数器的逻辑功能和使用方法。
第二，lshd数字信号盒。
该计数器不仅可用于计数，还可用于分频、定时和数字运算。
在实际工程应用中，很少使用小型触发器构成计数器，而直接使用中型集成计数器。
2（1）四位二进制计数器74ls161?74lsl61是具有同步设置和异步清除功能的4位二进制加法计数器。
其功能表如下表所示。
74ls163是一个4位二进制加法计数器，具有同步设置和同步清除功能。
其他函数与74lsl61相同，区别在于删除是同步的。
此图显示两个管脚的外部示意图。
表74lsl61功能表3。
应用集成计数器实现了正常情况下的任意一种计数器。
任何玛丽计数器的结构都可以分为三种类型。
第一种类型是由触发器组成的简单计数器。
第二种类型由一个集成的二进制计数器组成。
第三种类型是移位寄存器，它由移位寄存器组成。
在第一类中，您可以使用顺序逻辑电路进行设计。
在第二类中，当计数器的模数m较小时，可以通过积分计数器来实现。
当m较大时，可以通过级联多个计数器来实现。
实现方法有两种：反馈设置法和反馈清除法。
第三种类型是移位寄存器计数器，它由移位寄存器组成。
4实验电路：十进制计数器同步清除法、同步设定法、六边形回路输出、六边形分频电路图74ls161外部引脚图4。
实验内容及步骤?1。
综合计数器实验?根据电路图，使用介质集成计数器74ls163和“与非门74ls00”连接十进制计数器的同步设置或同步清零，输出连接到数码管或LED。
然后以单个脉冲作为触发输入，观察数码管或发光二极管的变化，记录电路的计数过程和状态转换规律。
根据电路图，用D触发器74ls7474构成一个六边形扭环计数器，输出端还连接到数码管或发光二极管上。
然后用单个脉冲作为触发输入，观察数码管或LED的变化，记录电路计数过程和状态转换规律。
注意观察电路是否能自动启动，否则不能将电路设置为有效状态。
时序逻辑电路实验报告
时序逻辑电路实验报告一、实验目的1、掌握时序逻辑电路的设计过程。
2、了解时序电路器件的构成，用触发器设计一些简单的时序电路。
二、实验原理如果电路任一时刻的输出不仅取决于当时的输入信号，还取决于电路原来的状态，或者说还与以前的输入信号有关，具备这种逻辑功能特点的电路我们称之为时序逻辑电路。
根据时序电路的时钟信号是否相同，即触发器是否同时翻转，又可以把时序电路分为异步时序电路和同步时序电路。
分析一个时序电路，就是要找出给定时序电路的逻辑功能。
步骤如下：1、从给定逻辑图得出每个触发器的驱动方程；2、由驱动方程得到触发器的状态方程，从而得到时序电路的状态方程组；3、根据逻辑图写出时序电路的输出方程。
4、根据得到的方程式画出逻辑图。
5、检查电路是否能够自启动，进行逻辑修改，实现自启动。
而异步时序电路和同步时序电路的分析方法又不尽相同，在异步时序电路中，状态发生转换时，并不是所有触发器都翻转，只有有时钟信号的才计算触发器次态，没有时钟信号的触发器保持状态不变。
如果想使电路的逻辑功能一目了然，可以用状态转换真值表、状态转换图和时序图等三种方法来表示，他们之间可以相互转换。
为一个四位扭环计数器和其工作波形，并且该计数器可以自行启动。
其工作状态为0000→0001 →0011 →0111 →1111 →1110 →1100 →1000，然后再回到0000重新开始计数。
三、实验器件74175是四D型触发器，有公共的清零端和公共时钟信号，包含四组相同的D触发器，上升沿触发，清零端低电平有效。
四、实验内容1、用D触发器7474设计一个异步减法计数器，验证功能并画出逻辑图。
2、制作任意进制加法计数器。
（7进制计数器，同步）3、用JK触发器7476设计一个九进制同步加法计数器，搭建电路验证其功能，并画出逻辑图。
4、用JK触发器和门电路设计111序列信号检测器，有一个信号输入端口X，一个输出端口Y，当X输入序列111时，输出Y=1。
实验三时序逻辑电路PPT课件
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实验报告要求
⒈ 画出用D触发器组成的三进制计数器的电路图。
2.画出用两种不同方法组成的6进制、8进制完整电 路图（包括分频器）。
3.用坐标纸对应时间轴，画出6进制计数器CP、Q0、 Ql、Q2、Q3五个波形的波形图，标出周期，并比较它 们的相位关系。
4.说明同步计数器和异步计数器的区别是什么？
5.比较反馈同步置数法和异步清零法各自的优缺点。
6.总结时序电路的特点及使用体会。
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注意事项
⒈ CP脉冲一般由函数发生器的TTL端 输出。
⒉ CC4511是CMOS件，不能把管脚悬空 作为高电平处理，5脚为锁存端，一定 正确连接。
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计数器的输出端 QA QD QC QB为 5421BCD码十进制 计数器。
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Байду номын сангаас、实验内容
1. 用D触发器（74LS74）设计一个三进制同 步加法计数器，用示波器观察波形。
以下实验内容2和3任选一个: 2. 用74LS161设计一个任意进制计数器，并
用数码管显示。
（1）用异步清零法实现6进制计数器 （2）用同步置数法实现8进制计数器 3. 用74LS90完成6进制和10进制计数器
实验三、时序逻辑电路 一、实验目的
1.掌握D、JK触发器的逻辑功能和使用
2.掌握中规模集成计数器74LS161、74LS90 的逻辑功能和使用方法。
3.掌握用触发器和中规模集成电路构成任意
进制计数器的方法。
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二、实验原理
1、集成触发器
集成D触发器 74LS74是双D触发器器件， 它的翻转时刻是在CP的上 升沿，管脚如图 D触发器特征方程:Qn+1=D CP↑
时序逻辑电路实验报告
二、时序逻辑电路实验题目1. 试用同步加法计数器74LS161（或74LS160）和二4输入与非门74LS20构成百以内任意进制计数器，并采用LED 数码管显示计数进制。
采用555定时器构成多谐振荡电路，为同步加法计数器提供时钟输入信号。
例如，采用同步加法计数器74LS 161构成60进制加法计数器的参考电路如图2所示。
1Q A Q B Q C Q D CP74LS161P TR COD C B A L D C rQ A Q B Q C Q D CP74LS161P TR COD C B A L D C rCP&设计：（一）设计一个固定进制的加法计数器。
（1）利用555定时器设计一个可以生时钟脉冲的多谐振荡器，使其构成长生脉冲，对同步加法器74LS161输入信号，根据555定时器构成的多谐振荡器的周期可定，由图可的T=T 1+T 2=（R A +R B ）C+ R B C=（R A +2R B ）C ，通过改变电阻R A ，R B 和C 的大小，可以改变脉冲的周期。
所发电阻为2个510k Ω，C=1uF ，则T=（R A +2R B ）C= （2）利用十六进制的加法计数器74LS61组成百以内任意进制计数器，可以用清零法和置数法改变计数器的技术进制，由于译码显示器可以显示….9，所以一片74LS161只可以控制一个显示器，就要将一片74LS161改为十进制，最后再利用级联的74LS161改变数组进制，可以将不同进制的数值用显示姨妈其显示出来，下面以33进制为例进行设计，a.清零法，异步清零信号为=计图如下：U1LM555CMGND 1DIS 7OUT3RST 4VCC8THR 6CON5TRI 2VCC5V R1510kΩR2510kΩC11uFC25nFVCC213U274LS160DQA 14QB 13QC 12QD 11RCO15A3B 4C 5D6ENP 7ENT 10~LOAD 9~CLR 1CLK 2GND8VCC 16U374LS160DQA 14QB 13QC 12QD 11RCO15A 3B 4C 5D6ENP 7ENT10~LOAD9~CLR 1CLK 2GND8VCC 1600U4DCD_HEX_DIG_ORANGE U5DCD_HEX_DIG_ORANGEVCC5VVCC5VVCC600U8B 74S00D 5U6B 74S00D 10U7A 74S20D14111312874VCC 5V15VCC VCC 9上图中两个一码显示，左边是低位显示，右边为高位显示。
时序逻辑电路设计实验报告总结
时序逻辑电路设计实验报告总结本次实验是关于时序逻辑电路设计的，是一项基础性实验内容。
目的在于通过实验学习并掌握时序电路的设计方法及其实现过程。
在本次实验中，我们学习了时序逻辑电路的实现方式、时序逻辑电路设计中需要掌握的关键点，并完成了相应的实验内容。
实验步骤：1. 组件布线连接。
本次实验需要用到的器材包括：逻辑分析仪、数字电路实验箱等。
首先将数字电路实验箱中的两个 JK 触发器组成的二进制计数器和以成功率为主，在进一步话题构建上努力弥补北方口音的本土语音合成引擎分别与逻辑分析仪进行正确的连接。
2. 测试器件连接正确性。
在这一步，我们将输入‘1’，并进行此操作多次，查看电路是否按照计数器的要求按顺序计数。
此步骤可以验证电路布线连接是否正常，如果不正常则需要重新进行布线连接。
3. 设计时序电路。
在此步骤中，我们需要进行时序电路的设计。
具体操作方法请见下文。
4. 进行电路测试。
在此步骤中，我们将按照设计的时序电路流程对电路进行测试，以验证其是否按照要求工作。
实验结果：在进行实验过程中，我们成功地完成了组成二进制计数器的 JK 触发器的布线连接，并通过多次输入‘1’的测试，确保电路按照计数器的要求正确计数。
随后，我们利用时序图对时序电路进行了设计，并按照设计流程进行了实验测试。
实验总结：时序逻辑电路设计实验是一项基础性实验内容，对于我们在日后进行电路设计和实现过程中有很大的帮助。
本次实验中，我们在实践中掌握了时序电路设计的流程及其实现方法，亲手完成了实验操作，增强了我们的实践技能。
同时，本次实验中，我们还发现了不足之处，对于实验结果进行了反思，提高了我们的思考能力和分析问题的能力。
总之，本次时序逻辑电路设计实验是一次很有意义的实验。
通过实验，我们掌握了更多的实践技能、加深了自己对于电路的理解，并提高了自己的思考能力和分析问题的能力。
希望未来能有更多的实践机会，为我们加深知识、提高能力打下更为坚实的基础。
实验三 时序逻辑电路
实验三时序逻辑电路学习目标：1、掌握时序逻辑电路的一般设计过程2、掌握时序逻辑电路的时延分析方法，了解时序电路对时钟信号相关参数的基本要求3、掌握时序逻辑电路的基本调试方法4、熟练使用示波器和逻辑分析仪观察波形图实验内容：1、广告流水灯（第9 周课内验收）用触发器、组合函数器件和门电路设计一个广告流水灯，该流水灯由8 个LED 组成，工作时始终为1 暗7 亮，且这一个暗灯循环右移。
(1) 写出设计过程，画出设计的逻辑电路图，按图搭接电路(2) 将单脉冲加到系统时钟端，静态验证实验电路(3) 将TTL 连续脉冲信号加到系统时钟端，用示波器观察并记录时钟脉冲CP、触发器的输出端Q2、Q1、Q0 和8 个LED 上的波形。
2、序列发生器（第10 周课内实物验收计数器方案）分别用MSI 计数器和移位寄存器设计一个具有自启动功能的01011 序列信号发生器(1) 写出设计过程，画出电路逻辑图(2) 搭接电路，并用单脉冲静态验证实验结果(3) 加入TTL 连续脉冲，用示波器观察观察并记录时钟脉冲CLK、序列输出端的波形。
3、4 位并行输入-串行输出曼切斯特编码电路（第10周课内验收，基础要求占70%，扩展要求占30%）在电信与数据存储中, 曼彻斯特编码（Manchester coding），又称自同步码、相位编码（phase encoding，PE），它能够用信号的变化来保持发送设备和接收设备之间的同步，在以太网中，被物理层使用来编码一个同步位流的时钟和数据。
曼彻斯特编码用电压的变化来分辨0 和1，从高电平到低电平的跳变代表0，而从低电平到高电平的跳变代表1。
信号的保持不会超过一个比特位的时间间隔。
即使是0 或1 的序列，信号也将在每个时间间隔的中间发生跳变。
这种跳变将允许接收设备的时钟与发送设备的时钟保持一致，图3.1 为曼切斯特编码的例子。
设计一个电路，它能自动加载4 位并行数据，并将这4位数据逐个串行输出（高位在前），每个串行输出位都被编码成曼切斯特码，当4 位数据全部传输完成后，重新加载新数据，继续传输，如图3.2 所示。
时序逻辑电路的设计与测试实验报告
时序逻辑电路的设计与测试实验报告一、实验目的本实验旨在让学生掌握时序逻辑电路的设计与测试方法，了解时序逻辑电路的基本原理和特点，以及掌握时序逻辑电路的设计流程和测试方法。
二、实验原理1. 时序逻辑电路的基本原理时序逻辑电路是指由组合逻辑电路和存储器件组成的电路，具有记忆功能。
它能够根据输入信号的状态和过去的状态来决定输出信号的状态。
时序逻辑电路包括触发器、计数器、移位寄存器等。
2. 时序逻辑电路的特点（1）具有记忆功能，能够存储过去状态；（2）输出信号不仅与输入信号相关，还与过去状态相关；（3）具有延迟特性，输出信号需要一定时间才能稳定下来。
3. 时序逻辑电路的设计流程（1）确定功能要求；（2）选择合适的存储器件和触发器；（3）设计组合逻辑部分；（4）设计时钟控制部分；（5）综合验证。
4. 时序逻辑电路测试方法常用测试方法包括仿真测试和实际硬件测试。
仿真测试可以通过软件工具进行，实际硬件测试需要使用实验设备进行。
三、实验内容本次实验的内容为设计一个简单的计数器电路，该电路能够对输入信号进行计数，并将结果输出到LED灯上。
四、实验步骤1. 确定功能要求本次实验要求设计一个4位二进制计数器，能够对输入信号进行计数，并将结果输出到LED灯上。
2. 选择合适的存储器件和触发器本次实验选择D触发器作为存储器件，因为它具有较高的稳定性和可靠性。
同时，还需要选择合适的时钟控制电路，以确保计数器能够正常工作。
3. 设计组合逻辑部分组合逻辑部分主要包括加法器和译码器。
加法器用于将当前计数值加1，译码器则用于将二进制码转换成LED灯能够显示的十进制码。
4. 设计时钟控制部分时钟控制部分主要包括时钟发生电路和时序控制电路。
时钟发生电路用于产生稳定的时钟信号，时序控制电路则用于控制D触发器的输入端和输出端。
5. 综合验证综合验证包括仿真测试和实际硬件测试。
仿真测试可以通过软件工具进行，实际硬件测试需要使用实验设备进行。
时序逻辑电路实验报告
一、实验目的1. 理解时序逻辑电路的工作原理和基本结构；2. 掌握触发器、计数器等时序逻辑电路的设计方法；3. 熟悉Multisim软件在时序逻辑电路设计与仿真中的应用；4. 培养实际操作能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理时序逻辑电路是一种在时钟信号控制下，输出不仅与当前输入有关，还与电路历史状态有关的数字电路。
其基本结构包括触发器、计数器等。
触发器是时序逻辑电路的基本单元，用于存储一位二进制信息。
计数器是时序逻辑电路的一种应用，用于对输入脉冲进行计数。
三、实验内容1. 触发器实验（1）实验目的：熟悉触发器的工作原理和功能，掌握触发器的使用方法。
（2）实验内容：设计一个JK触发器，实现时钟信号控制下的同步置1、同步置0、计数等功能。
（3）实验步骤：① 使用Multisim软件，搭建JK触发器电路；② 搭建计数器电路，实现时钟信号控制下的计数功能；③ 设置输入信号，观察触发器和计数器的输出波形，验证功能。
2. 计数器实验（1）实验目的：掌握计数器的设计方法，熟悉不同计数器电路的功能。
（2）实验内容：设计一个模为24的二进制计数器和模为60的十进制计数器。
（3）实验步骤：① 使用Multisim软件，搭建二进制计数器电路；② 设置输入信号，观察计数器的输出波形，验证功能；③ 使用Multisim软件，搭建十进制计数器电路；④ 设置输入信号，观察计数器的输出波形，验证功能。
四、实验结果与分析1. 触发器实验实验结果显示，设计的JK触发器能够实现同步置1、同步置0、计数等功能。
在计数过程中，触发器的输出波形符合预期，验证了JK触发器的功能。
2. 计数器实验实验结果显示，设计的模为24的二进制计数器和模为60的十进制计数器均能实现预期的计数功能。
在计数过程中，计数器的输出波形符合预期，验证了计数器电路的功能。
五、实验总结本次实验通过设计、搭建和仿真时序逻辑电路，掌握了触发器、计数器等时序逻辑电路的设计方法，熟悉了Multisim软件在时序逻辑电路设计与仿真中的应用。
时序电路实验报告
时序电路实验报告时序电路实验报告引言：时序电路是数字电路中的一种重要类型，它能够根据输入信号的时序关系来控制输出信号的变化。
本次实验旨在通过设计和测试不同类型的时序电路，加深对时序电路原理和应用的理解。
一、实验目的本次实验的主要目的有以下几点：1. 理解时序电路的基本原理和工作方式；2. 学会使用逻辑门和触发器等基本元件构建时序电路；3. 掌握时序电路的设计和测试方法。
二、实验器材和元件1. 实验器材：数字逻辑实验箱、示波器、数字信号发生器等；2. 实验元件：逻辑门（与门、或门、非门）、触发器（RS触发器、JK触发器）、电阻、电容等。
三、实验过程及结果1. 实验一：RS触发器的设计与测试RS触发器是最基本的触发器之一，由两个交叉连接的与门和非门组成。
我们首先根据真值表设计RS触发器的逻辑电路，并使用逻辑门和电阻电容等元件进行实际搭建。
通过输入不同的时序信号，观察输出的变化情况，并记录实验结果。
实验结果表明，RS触发器能够稳定地存储和传递输入信号。
2. 实验二：JK触发器的设计与测试JK触发器是一种改进型的RS触发器，它具有更多的功能和应用。
我们在实验中使用与门和非门构建JK触发器，并通过输入不同的时序信号，观察输出的变化情况。
实验结果表明，JK触发器可以实现存储、传递和翻转等多种功能，具有较高的灵活性和可靠性。
3. 实验三：时钟信号的设计与测试时钟信号是时序电路中非常重要的一种输入信号，它能够控制时序电路的运行和同步。
我们在实验中使用数字信号发生器产生不同频率和占空比的时钟信号，并通过示波器观察和分析实际输出的时序波形。
实验结果表明，时钟信号的频率和占空比对时序电路的运行和输出有着重要的影响。
四、实验总结通过本次实验，我们深入了解了时序电路的基本原理和应用，掌握了时序电路的设计和测试方法。
实验结果表明，时序电路能够根据输入信号的时序关系来控制输出信号的变化，具有较高的可靠性和灵活性。
时序电路在数字电路中起着重要的作用，广泛应用于计算机、通信和控制系统等领域。
实验： 时序逻辑电路实验
实验： 时序逻辑电路实验一、 实验目的（1）学习集成电路计数器74LS90、74LS163的使用方法。
（2）用74LS90构成数字频率计及电子表计时电路。
二、 实验仪器(1) 双线示波器 （2）数字万用表(3) TES-1电子技术学习机三、 实验内容实验13.1 十进制计数器74LS90的使用(一) 用一片74LS90组件按BCD 码接成八进制计数器，其四个输出端接到实验箱上的译码电路的输入端，而在CP A 端送入单脉冲，验证其逻辑功能。
如图13.1所示。
(二) 用两片74LS90按BCD 码接成24进制计数器，计数结果的显示方式同(一)。
(三) 用一片74LS90按5421码接成八进制计数器，其四个输出端分别接到实验箱里的发光二极管上，计数信号仍用手动单脉冲，观察显示结果。
(四) 用两片74LS90按5421码接成24进制计数器，计数结果的显示方式同(三)。
实验13.2 四位同步二进制计数器74LS163的使用(一) 试用一片74LS163按8421码接成八进制计数器，并将计数结果用实验箱上的译码显示电路显示出来，注意将其清零方式与74LS90相比较。
(二) 试利用两片74LS163组件的置入端和进位端，构成24进制计数器。
C B A7D 译码电路Q D Q C Q B CP A Q A单脉冲学习机图13.1 74LS90实验13.3 数字频率计（一）数字频率计原理数字频率计是一个能测出某一变化信号的频率并用数字形式显示测量结果的仪器。
图13.2为数字频 率计的基本框图。
图中，设u x 是经过整形的某一频率的被测脉冲信号，当持续1秒钟的闸门控制信号到来后，与非门（闸门）处于开门状态，u x 得以通过，进入计数器并被累计起来。
1秒钟后，闸门控制信号为0，闸门关闭，于是显示器上显示的数字就是“脉冲数／秒”，这正是u x 的频率数。
（二）实验电路说明1.数字频率计电路原理图如图13.3所示，其中四位十进制计数显示系统在实验箱上已接好，实验者的任务是完成其余部分（称为时序控制部分）的接线。
实验三_VHDL时序逻辑电路设计
实验三实验三 VHDL VHDL VHDL 时序逻辑电路设计时序逻辑电路设计 一、实验目的一、实验目的1． 熟悉用VHDL 语言设计时序逻辑电路的方法语言设计时序逻辑电路的方法 2． 熟悉用Quartus 文本输入法进行电路设计文本输入法进行电路设计 二、实验所用仪器元件及用途二、实验所用仪器元件及用途 1． 计算机：装有Quartus 软件，为VHDL 语言提供操作场所。
语言提供操作场所。
2． 直流稳压电源：通过USB 接口实现，为实验开发板提供稳定电源。
接口实现，为实验开发板提供稳定电源。
3． 数字系统与逻辑设计实验开发板：使试验结果下载到开发板上，实现整个实验的最终结果。
果。
三、实验内容三、实验内容 1． 用VHDL 语言设计实现一个8421码十进制计数器。
码十进制计数器。
（1） 实验内容及要求：在Quartus 平台上设计程序和仿真题目要求，并下载到实验板上验证试验结果。
验证试验结果。
（2） 试验结果：VHDL 代码和仿真结果。
代码和仿真结果。
2． 用VHDL 语言设计实现一个分频系数为8，分频输出信号占空比为50%的分频器。
的分频器。
（1） 实验内容及要求：在Quartus 平台上设计程序和仿真题目要求。
平台上设计程序和仿真题目要求。
（2） 试验结果：VHDL 代码和仿真结果。
代码和仿真结果。
3． 用VHDL 语言设计实现一个控制8个发光二极管亮灭的电路。
个发光二极管亮灭的电路。
（1） 实验内容及要求：在Quartus 平台上设计程序和仿真题目要求，并下载到实验板上验证试验结果。
验证试验结果。
a. 单点移动模式：一个点在8个发光二极管上来回的亮个发光二极管上来回的亮b. 幕布式：从中间两个点，同时向两边依次点亮直至全亮，然后再向中间点灭，依次往复往复c. 通过拨码开关或按键控制两种模式的转换通过拨码开关或按键控制两种模式的转换 （2） 试验结果：VHDL 代码和仿真结果。
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数电实验三东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：计算机逻辑结构及设计第三次实验实验名称：时序逻辑电路院（系）：吴健雄学院专业：姓名：学号：实验室: 实验组别：同组人员：实验时间：年月日评定成绩：审阅教师：一、实验目的1.2.3.4.5.6. 掌握时序逻辑电路的一般设计过程掌握时序逻辑电路的时延分析方法，了解时序电路对时钟信号相关参数的基本要求掌握时序逻辑电路的基本调试方法熟练使用示波器和逻辑分析仪观察波形图掌握ISE软件的使用方法掌握VHDL语言二、实验原理数字电路根据逻辑功能的不同特点，可以分成两大类，一类叫组合逻辑电路（简称组合电路），另一类叫做时序逻辑电路（简称时序电路）。
组合逻辑电路在逻辑功能上的特点是任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，与电路原来的状态无关。
而时序逻辑电路在逻辑功能上的特点是任意时刻的输出不仅取决于当时的输入信号，而且还取决于电路原来的状态，或者说，还与以前的输入有关。
常用时序逻辑器件：1. D触发器D触发器有六个端口，CP接时钟周期信号，D为信号输入端。
Q 和~Q为信号输出端，~S和~R为使能控制端。
在两个使能控制端都输入1时触发器锁存D，~R为0，~S为1时输出Q为1，反之输出Q 为0.不允许两个使能端同时为0，会造成不稳定的未知状态。
D触发器是时序逻辑电路的基本器件，主要作用是在时钟信号上升沿将D的信号输出。
2. MSI计数器计数器74161为模16计数器，其中包含两个使能端ENP和ENT，一个同步置数端~L,置数输入端D0~3，异步清零端~CLR，输出端Q0~3以及进位信号CO。
计数器在时钟的上升沿输出加1.除了74161外，还有74160、74163、74193、74197、74192等等，不同的MSI计数器有不同的特殊功能，但本质都类似，只是遵循不同的码制，清零置数方式以及增减模式而已。
计数器常用来制作分频器。
3. 移位寄存器移位寄存器74194包括工作模式控制端S1S0，置数输入端D0~3，输出端Q0~3以及串行输入端。
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实验三时序逻辑电路
学习目标：
1、掌握时序逻辑电路的一般设计过程
2、掌握时序逻辑电路的时延分析方法，了解时序电路对时钟信号相关参数的基本要求
3、掌握时序逻辑电路的基本调试方法
4、熟练使用示波器和逻辑分析仪观察波形图
实验内容：
1、广告流水灯（第9 周课内验收）用触发器、组合函数器件和门电路设计一个广告流水灯，该流水灯由8 个LED 组成，工作时始终为1 暗7 亮，且这一个暗灯循环右移。
(1) 写出设计过程，画出设计的逻辑电路图，按图搭接电路
(2) 将单脉冲加到系统时钟端，静态验证实验电路
(3) 将TTL 连续脉冲信号加到系统时钟端，用示波器观察并记录时钟脉冲CP、触发器的输出端Q2、Q1、Q0 和8 个LED 上的波形。
2、序列发生器（第10 周课内实物验收计数器方案）分别用MSI 计数器和移位寄存器设计一个具有自启动功能的01011 序列信号发生器
(1) 写出设计过程，画出电路逻辑图
(2) 搭接电路，并用单脉冲静态验证实验结果
(3) 加入TTL 连续脉冲，用示波器观察观察并记录时钟脉冲CLK、序列输出端的波形。
3、4 位并行输入-串行输出曼切斯特编码电路（第10周课内验收，基础要求占70%，扩展要求占30%）
在电信与数据存储中, 曼彻斯特编码（Manchester coding），又称自同步码、相位编码（phase encoding，PE），它能够用信号的变化来保持发送设备和接收设备之间的同步，在以太网中，被物理层使用来编码一个同步位流的时钟和数据。
曼彻斯特编码用电压的变化来分辨0 和1，从高电平到低电平的跳变代表0，而从低电平到高电平的跳变代表1。
信号的保持不会超过一个比特位的时间间隔。
即使是0 或1 的序列，信号也将在每个时间间隔的中间发生跳变。
这种跳变将允许接收设备的时钟与发送设备的时钟保持一致，图3.1 为曼切斯特编码的例子。
设计一个电路，它能自动加载4 位并行数据，并将这4位数据逐个串行输出（高位在前），每个串行输出位都被编码成曼切斯特码，当4 位数据全部传输完成后，重新加载新数据，继续传输，如图3.2 所示。
(1) 写出设计过程，画出电路逻辑图，设计不允许手动加载数据。
(2) 加入TTL 连续脉冲，用示波器观察观察并记录时钟脉冲CLK、串行数据输出端的波形。
(3) 给串行数据增加起始位和结束位，其中起始位为“0”，结束位为“1”，起始和结束位同样要编码成曼切斯特码，波形图参看图3.3（扩展部分，选作）
实验内容：
1.广告流水灯
设计过程
八个流水灯，工作时始终为1暗7亮，一个循环总共8个状态。
由此可以得出结论，选用3个D触发器构成三个状态，再由一个74138实现八个流水灯1暗7亮的工作状态。
8个循环过程分别为：
000→001→010→011→100→101→110→111→000；
Q0n Q1n Q2n Q0n+1Q1n+1Q2n+1D0D1D2
000 0 0 1 0 0 1
001 0 1 0 0 1 0
010 0 1 1 0 1 1
011 1 0 0 1 0 0
100 1 0 1 1 0 1
101 1 1 0 1 1 0
110 1 1 1 1 1 1
111 0 0 0 0 0 0 卡诺图：
最简与或表达式：D0=Q0n̅̅̅Q1n Q2n + Q0n Q1n̅̅̅+ Q0n Q2n̅̅̅
化简结果：D0=Q0n ⨁Q1n Q2n
最简与或表达式：D1=Q1n̅̅̅Q2n + Q1n Q2n̅̅̅
化简结果：D1=Q2n ⨁Q1n
化简结果：D2=Q2n
逻辑电路图
首先组合三个D触发器，并将其封装成一个元件。
如下图所示
使用三个D触发器封装的元件，连接D2，D1，D1。
如下图所示
使用74138数据选择器，实现八个状态的显示。
如下图所示
实物连接图：
示波器观察结果：
2.序列发生器
计数器实现
设计过程
产生序列01011。
如果采用计数器设计，需要构造一个模为5的循环，采用反馈置零的方法，每一状态通过74138输出合适的结果。
计数器74161状态变化：
000→001→010→011→100→000
Q c/C Q B/B Q A/A对应的输出端口输出值
0 0 0 Y0N 0
0 0 1 Y1N 1
0 1 0 Y2N 0
0 1 1 Y3N 1
1 0 0 Y4N 1
̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅
输出结果：Y=Y1N∗Y3N∗Y4N
逻辑电路图
74161的连接方式如下图所示，通过LDN端口，当到达”100”状态时，重新加载数据，回到“000”状态。
如下图所示
将Q c/C，Q B/B，Q A/A连接到74138实现最后的输出，如下图所示。
实物连接图
寄存器实现
设计过程
产生序列01011。
如果采用计数器设计，，同样需要构成一个循环，采用左移或右移。
以右移为例，寄存器的状态变化如下：
0101→1011→0110→1101→1010→0101
以最高位为输出位，即可满足循环输出序列01011，同时还应该满足自启动。
Q3n Q2n Q1n Q0n D SR
0 1 0 1 1
1 0 1 1 0
0 1 1 0 1
1 1 0 1 0
1 0 1 0 1
卡诺图：
通过卡诺图化简的表达式D SR = Q 3n ̅̅̅Q 2n + Q 1n Q 0
n ̅̅̅ 考虑到自启动，如果不添加冗余向，寄存器将陷入0000→0000的死循环当中，添加一项
Q 3n ̅̅̅∗Q 2n ̅̅̅∗Q 2n ̅̅̅∗Q 0n ̅̅̅ ，使D SR = Q 3n ̅̅̅Q 2n + Q 1n Q 0n ̅̅̅+Q 3n ̅̅̅∗Q 2n ̅̅̅∗Q 2n ̅̅̅∗Q 0
n ̅̅̅ 逻辑电路图：
采用右移方案的，如下图所示。
同理，采用左移方案的，如下图所示。
3.曼切斯特编码
基础部分：4位并行加载，穿行输出（高位在前），传输完成后，重新加载新数据
设计过程
首先考虑曼切斯特编码和时钟信号CP 以及输出数据D 的关系，根据题意有，曼彻斯
特编码用电压的变化来分辨0 和1，从高电平到低电平的跳变代表0，而从低电平到高电平的跳变代表1，如下图所示。
̅̅̅̅=D⨁CP
由此可得，M=D̅CP+D CP
电路的工作状态是从最高位开始输出数据到最低位，然后再并行输入数据。
按照题目的要求四位数据串行输出后，开始直接输出下一个四位数据。
由此可以知道，整个电路的工作状态是一个循环，并且模为4，通过计数器构造模4的循环。
状态变化位：
并行输入并且输出D3→输出D2→输出D1→输出D0→并行输入并且输出D3
逻辑电路图
̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅，从00到11。
如下图通过反馈置零的方式构造一个模4的循环 LDN=Q A∗Q B
所示。
寄存器需要完成两个工作状态，并行输入保存数据，此时S1S0= 11。
数据右移输出
此时S1S0= 01。
通过计数器构造的周期实现S1S0功能段的变化，当计数器的输出00对
应S1S0=11，当计数器输出01，10，11对应S1S0=01。
S1=Q A̅̅̅̅∗Q B̅̅̅̅。
如下图所示。
使用一个数据选择器完成数据的输出，如下图所示。
实物连接图
扩展部分：起始位为“0”，结束位为“1”，4位并行加载，穿行输出，传输完成后，重新加载新数据
设计过程
根据基础部分的设计原理，仅需要构造模位6的工作循环。
电路的工作状态：
并行输入并且输出0→输出D3→输出D2→输出D1→输出D0→输出1
逻辑电路图
̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅，如下图所示。
从0000到0101，采用反馈置零的方法，LDN=Q C Q B̅̅̅̅Q A
寄存器需要完成两个工作状态，并行输入保存数据，此时S1S0= 11。
数据右移输出此时S1S0= 01。
通过计数器构造的周期实现S1S0功能段的变化，当计数器的输出000对应S1S0=11，此时并行输入储存数据；当计数器输出001，010，011，100，101对应S1S0= 01，此时串行输出数据。
S1=Q A̅̅̅̅∗Q B̅̅̅̅∗Q C̅̅̅̅。
如下图所示。
使用数据选择器输出数据，计数器输出为000时数据选择器的输出为0，计数器输出为101时数据选择器的输出为1，001到100输出为寄存器的最高位。
实物连接图。