序列信号检测器报告

序列信号检测器

一、基本知识点

1、掌握时序电路的设计方法和步骤

2、掌握触发器的设计与应用

3、熟悉集成电路的引脚排列

4、掌握芯片的逻辑功能及使用方法

5、了解序列产生及检测器的组成及工作原理

6、会在Multisim软件上进行仿真

二实验器件

1、 JK触发器 2个

2、 74LS161 1片

3、 74LS152 1片

4、电源 2个

5、地线 2个

6、与门，同或门若干个

7、时钟脉冲 1个

三设计思路

1 作原始状态表。根据给定的电路设计条件构成原始状态表和状态转化图

2 状态表的简化。原始状态表通常不是最小化状态表，它往往包括多余的状态，因此必须首先对它进行简化。

3 状态分配。即对简化后的状态给以编码。这就要根据状态数确定触发器的数量并对每个状态指定一个二进制数构成的编码。

4 根据给定的电路设计条件选择触发器根据

5 作激励函数和输出函数。根据选用的触发器激励表和电路的状态表，综合出电路中各触发器的激励函数和电路的输出函数。

6 画逻辑图，并检查自启动功能

四设计过程

（一）00010111信号发生器的设计

设计产生一个8位的序列信号00010111（时间顺序为自左向右），可用一个8进制计数器和一个8选1数据选择器组成，如图1所示。

图1

其中8进制计数器取自74LS161(4位2进制计数器）的低三位，74LS151是8选1数据选择器。

表1

CP顺序 QC QB QA

(C B A)

/Y

0 0 0 0 /D0(0)

1 0 0 1 /D1(0)

2 0 1 0 /D2(0)

3 0 1 1 /D3(1)

4 1 0 0 /D4(0)

5 1 0 1 /D5(1)

6 1 1 0 /D6(1)

7 1 1 1 /D7(1)

8 0 0 0 /D0(0)

当CP信号连续不断地加到计数器上时，QC、QB、QA的状态（也就是加到74LS151上的地址输入代码C、B、A）便按照表1所示的顺序不断循环，/D0至/D7的状态就循环不断地依次出现在/Y端。只要令D0=D1=D2=D4=1、D3=D5=D6=D7=0，便可在/Y端得到不断循环的序列信号00010111。

（二）00010111序列信号检测器的设计

用2个J-K触发器，设计一个“1011”序列检测器。当输入的信号序列有“1011”时，输出Z为“1”，其他序列Z输出为“0

设计过程：

1、由给定的逻辑功能建立原始状态图和原始状态表

从给定的逻辑功能可知，电路有一个输入信号/Y和一个输出信号Z,电路功能是对输入信号/Y的编码序列进行检测，一旦检测到信号/Y出现连续编码1101序列时，输出为1，检测到其他编码序列，则输出均为0。

(1)设计思路序列检测器的基本工作过程：

序列检测器用于检测一组或多组由二进制码组成的脉冲序列信号，在数字通信中有着广泛的应用。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 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预置的对应码相同。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。方框图如下：

（2）分析

（ⅰ）输入变量：X代表输入信号序列

输出变量：Z代表检测结果，检测到“1011”序列，输出为1

设置状态：

S0 初始状态，电路还未接收到一个有效的1；

S1 收到一个1后的状态；

S2 连续收到10以后的状态；

S3连续收到101以后的状态；

S4 连续收到1011以后的状态。

（ⅱ）电路的初始状态为S

。在此状态下，电路输出Z=0，这时可能的输入有A=0和A=1两种情况。当CP脉冲相应边沿到来时，若A=0，则是收到0，应

保持在状态S

不变，电路输出Z=0；若A=1，表示电路收到一个1，则转向状态

S 1电路输出Z=0。当状态S

1

时，若A=0，则表明连续输入编码为10，转向状态S

2

，

电路输出Z=0；若A=1, 应保持在状态S

1不变，电路输出Z=0。当状态S

2

时，若

A=0，则回到初始状态，重新开始检测；若A=1，则表明连续输入编码为101，转

向状态S

3，电路输出Z=0。当状态S

3

时，若A=0，则表明连续输入编码为10，转

向状态S

2。若A=1，则表明连续输入编码为1011，转向状态S

4，

输出Z=1。当状态

S 4时，若A=0，则表明连续输入编码为10，转向状态S

2

，若A=1，则表明输入编

码为1，转向状态S

1。

(3)根据上述分析，列出状态转换表

S

0 1

S0S0／0 S1／0 S1S2／0 S1／0 S2S0／0 S3／0 S3S2／0 S4／1 S4S2／0 S1／0 由转换表可知，S1和S4是等效状态，进行状态化简，

2 状态分配：分别用触发器状态的Q

2Q

1

的00、01、10、11来表示S0、S1、S2、

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