实验十 Moore型同步时序逻辑电路的分析与设计

实验十Moore型同步时序逻辑电路的分析与设计
一．实验目的：
1.同步时序逻辑电路的分析与设计方法
2.掌握时序逻辑电路的测试方法。

二．实验原理：
1.Moore同步时序逻辑电路的分析方法：
时序逻辑电路的分析，按照电路图（逻辑图），选择芯片，根据芯片管脚，在逻辑图上标明管脚号；搭接电路后，根据电路要求输入时钟信号（单脉冲信号或连续脉冲信号），求出电路的状态转换图或时序图（工作波形），从中分析出电路的功能。

2.Moore同步时序逻辑电路的设计方法：
（1）分析题意，求出状态转换图。

（2）状态分析化简：确定等价状态，电路中的等价状态可合并为一个状态。

（3）重新确定电路状态数N，求出触发器数n，触发器数按下列公式求：2n-1<N <2n（N为状态数、n为触发器数）。

（4）触发器选型（D、JK）。

（5）状态编码，列出状态转换表，求出状态方程、驱动方程。

（6）画出时序电路图。

（7）时序状态检验，当N <2n时，应进行空转检验，以免电路进入无效状态不能启动。

（8）功能仿真，时序仿真。

3.同步时序逻辑电路的设计举例：
试用D触发器设421码模5加法计数器。

（1）分析题意：由于是模5（421码）加法计数器，其状态转换图如图1所示：
（2）状态转换化简：由题意得该电路无等价状态。

（3）确定触发器数：根据，2n-1<N <2n，n=3。

（4）触发器选型：选择D触发器。

（5）状态编码：Q3、Q2、Q1按421码规律变化。

（6）列出状态转换表，如表1.
（7）利用卡诺图如图2，求状态方程、驱动方程。

（8）自启动检验：将各无效状态代入状态方程，分析状态转换情况，画出完整的
状态转换图，如图3所示，检查是否能自启动。

（9）画出逻辑图，如图4 所示。

三、实验仪器：
1.示波器1台。

2.函数信号发生器1台。

3.数字万用表1台。

4.多功能电路实验箱1台；
四、实验内容：
1.模5（421码）（基于D触发器）加法计数器功能检验：按图4搭接电路，Cp 接单脉冲信号P+，Q3Q2Q1分别接逻辑指示灯L3L2L1，Rd---- 接逻辑开关K12，Sd1----、Sd2----、Sd3----分别接逻辑开关K1、K2、K3；接通电源后利用Rd----使计数器复位后，加单脉冲，观察计数器工作情况，写出时序表。

2.模5（421码）加法计数器时序图观察：
将Cp改接TTL信号（f=10kHz),用双踪示波器观察并记录Cp Q1 Q2 Q3波形。

3.设计10（8421BCD）加法计数器；
4.设计10（5421BCD）加法计数器。