序列信号发生器
序列信号发生器,之d触发器异步复位和异步置位
序列信号发生器,之d触发器异步复位和异步置位
在序列信号发生器中，D触发器是一种常用的元件。
它可以在时钟的控制下接受一个输入信号D，并将其延迟一个时钟周期后输出到Q端。
D触发器可以通过异步复位（Asynchronous Reset）和异步置
位（Asynchronous Set）来控制其输出。
异步复位指的是在不考虑时钟的情况下，通过一个特定的输入信号将D触发器的输出强制置为特定的状态，通常是低电平。
这个输入信号可以是一个单独的复位信号，当复位信号为高电平时，D触发器的输出被复位为低电平。
异步复位是一种强制复位的方法，它不受时钟控制。
当复位信号为低电平时，D触发器的输出会恢复到正常的工作状态。
异步置位指的是在不考虑时钟的情况下，通过一个特定的输入信号将D触发器的输出强制置为特定的状态，通常是高电平。
这个输入信号可以是一个单独的置位信号，当置位信号为高电平时，D触发器的输出被置位为高电平。
异步置位是一种强制置位的方法，它不受时钟控制。
当置位信号为低电平时，D触发器的输出会恢复到正常的工作状态。
异步复位和异步置位可以通过控制相关的输入信号来实现序列信号发生器的复位和置位功能，从而调整其输出序列或重置其状态。
南昌大学M序列信号发生器实验报告
南昌大学信息工程学院M序列信号发生器课程设计班级：姓名：学号：基于MULTISIM的序列信号发生器实验目的实验要求实验元件实验原理MLTISIM知识简介MLTISIM中仿真仪器实验设计仿真分析仿真电路示波器显示输出波形实验结果实验结论实验感想一、实验目的：1、掌握M序列信号产生的基本方法2、利用MULTISIM产生M序列信号，设计电路做成M序列信号发生器3、掌握M序列 0 状态消除的基本手段二、实验要求：在MULTISIM中采用移存器自启动电路设计仿真M=31序列信号发生器电路，采用虚拟逻辑分析仪观察波形输出。
要求自制时钟脉冲信号，并能清楚地观察到M序列稳定的波形。
采用EDA进行图形仿真，硬件电路来实现。
三、实验元件函数发生器，双端输入示波器，74LS30，74LS164,74LS005V直流电源四、实验原理1、MULTISIM 软件的简介在众多的 EDA 设计和仿真软件中，MULTISIM 软件以其强大的仿真设计应用功能，在各高校电信类专业电子电路的仿真和设计中得到了较广泛的应用。
软件及其相关库包的应用对提高学生的仿真设计能力，MULTISIM更新设计理念有较大的好处。
MULTISIM（电子工作平台）软件，最突出的特点是用户界面好，各类器件和集成芯片丰富，尤其是其直观的虚拟仪表是 MULTISIM 软件的一大特色。
它采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取。
MULTISIM 软件所包含的虚拟仪表有：示波器，万用表，函数发生器，波特图图示仪，失真度分析仪，频谱分析仪，逻辑分析仪，网络分析仪等。
这些仪器的使用使仿真分析的操作更符合平时实验的习惯。
电子设计自动化（EDA）技术，使得电子线路的设计人员能在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计。
是在计算机辅助设计EDA（CAD）技术的基础上发展起来的计算机设计软件系统。
设计序列信号发生器
澳 門 科 技 大 學MACAU UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGYAvenidaWai Long, Taipa, Macau Faculty of Information Technology数码电子学实验设计序列信号发生器报告人：XXX一．具体要求要求用D 触发器和门电路设计一个产生1101001序列（序列左边先输出）的序列发生器。
二．实验目的1.熟悉原理图输出法；2.了解可编程器件的实际应用。
三．实验准备1.详解D 触发器 ①电路组成为了避免同步RS 触发器同时出现R 和S 都为1的情况，可在R 和S 之间接入非门G1，如图1所示，这种单输入的触发器称为D 触发器。
图2为其逻辑符号。
D 为信号输入端。
G1 G2 G3图1：D 触发器逻辑图 图2：D 触发器逻辑符号②逻辑功能在CP=0时，G2，G3被封锁，都输出1，触发器保持原状态不变，不受D 端输入信号的控制。
在CP=1时，G2，G3解除封锁，可接收D 端输入的信号。
如1=D 时，0=D ，触发器翻到1状态，即Q n+1=1,如0=D 时，1=D ，触发器翻到0状态，即Q n+1=0，由此可列出表1所示同步D 触发器的特性表。
表1：同步D 触发器特性表由上述分析可知，同步D 触发器的逻辑功能如下：当CP 由0变为1后，触发器的状态翻到和D 的状态相同； 当CP 由1变为0后，触发器保持原状态不变。
③D 触发器的名词来源D 触发器不会发生RS 触发器不确定的情形（S=1,R=1），也不会发生JK 触发器的追跑情况（J=1,K=1),那么为什么成为D 触发器呢？因为输出Q 等于输入D ，但是要经过一个CLOCK 触发之后才产生，在时间上意味着有延迟时间的作用，所以称为D 型（Delay ）触发器。
2.确定移位寄存器的级数n （即需要用多少个寄存器来寄存状态）我们知道，一个D 触发器可以寄存“0”和“1”两种状态，若序列周期为P ，则信号发生器的级数n 应满足2≤P n 。
反馈移位型序列信号发生器的设计实验报告
反馈移位型序列信号发生器的设计实验报告一、实验目的本实验旨在通过搭建反馈移位型序列信号发生器的电路，实现对特定频率的信号进行发生和输出。
同时，借助实验过程中的观测和分析，深入研究反馈移位型序列信号发生器的工作原理和特性。
二、实验原理反馈移位型序列信号发生器的核心原理是利用反馈电路实现信号的周期性变化。
具体来说，电路中包括一定数量的延时器和异或门，每经过一个延时器，信号就会向后移动一个时刻。
同时，异或门则负责将当前信号和之前的信号进行异或运算，实现信号的周期性变化。
通过不断调整延时器的数量和时间，可以实现对特定频率的信号进行发生和输出。
三、实验步骤1.搭建反馈移位型序列信号发生器电路。
2.将正弦波信号输入到反馈移位型序列信号发生器电路中。
3.通过示波器观测反馈移位型序列信号发生器输出的信号，并记录其频率和幅度。
4.根据观测结果，调整延时器数量和时间，实现对特定频率的信号进行发生和输出。
5.重复步骤3和4，直至输出信号符合实验要求。
四、实验结果与分析通过反馈移位型序列信号发生器的电路搭建和实验操作，我们成功实现了对特定频率的信号进行发生和输出。
其中，延时器数量和时间的调整是关键步骤之一。
在实验过程中，我们发现增加延时器数量可以使输出信号的频率更低，而增加延时器时间则会让输出信号的频率更高。
我们还观测到了反馈移位型序列信号发生器的输出信号具有周期性，并且幅度随着时间的增加而逐渐降低。
这是由于信号在电路中传播时，经过多次异或运算后逐渐衰减所导致的。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了反馈移位型序列信号发生器的工作原理和特性，并成功实现了对特定频率的信号进行发生和输出。
在实验过程中，我们需要注意调整延时器数量和时间，以实现对输出信号频率的控制。
此外，我们还应该注意观测输出信号的周期性和幅度变化，以深入了解电路的工作特性。
本次实验为我们深入了解反馈移位型序列信号发生器的原理和特性提供了重要的实践机会，也为我们今后的学习和研究奠定了基础。
序列信号发生器的设计_计算机逻辑设计_[共4页]
![序列信号发生器的设计_计算机逻辑设计_[共4页]](https://img.taocdn.com/s3/m/b5e43cc552d380eb63946d60.png)
1946.3.5 序列信号发生器的设计序列信号是把一组0、1数码按一定规则顺序排列的串行信号。
对于给定的序列信号，设计其发生器一般有两种结构形式：计数型序列信号发生器和移存型序列信号发生器。
计数型序列信号发生器的特点是，所产生的序列信号的长度等于计数器的模值，并可根据需要产生一个或多个序列信号。
先用计数器构成一个模P的计数器，然后辅以多路选择器、译码器或其他门的组合逻辑可以方便地构成各种序列发生器。
（1）选用多路选择器：把要产生的序列按规定的顺序加在多路选择器的输入端，把地址端与计数器的输出端适当地连接在一起，多路选择器的输出能得到所需的序列信号。
（2）选用译码器：把计数器的输出端和译码器的输入相连，将序列信号中为1的信号对应最小项用组合逻辑组合输出。
（3）选用其他门的组合逻辑：直接采用组合逻辑连接计数器的输出。
获得所需要的序列。
【例6.17】采用计数器74163和各种组合逻辑设计产生序列00010111。
解：序列为8位二进制代码，因此，首先构建模8的计数器。
对于同步置数的74163而言，当计数由0000计到0111，即Q A=1,Q B=1,Q C=1时，使用与非门反馈到置数端，使计数器模8计数。
（1）使用多路选择器输出。
如选用8选1多路选择器74151，则将需要产生的序列信号00010111分别接到输入端，将地址端与计数器的输出端低三位适当地连接在一起，如图6.63所示，随着时钟脉冲，多路选择器的输出Z即是所需的序列。
图6.63 使用多路选择器设计计数型序列信号发生器（2）使用译码器输出。
如选用低电平输出有效的译码器74138，则将8位序列00010111中为1的第3、5、6、7位通过与非门连接输出。
如图6.64所示。
图6.62 计数型序列信号发生器。
计数器型序列信号发生器
序列信号发生器
反馈移位型 序列信号发
生器
计数器型序 列信号发生
器
组成与特点 设计
计数器型序列信号发生器
一、计数型序列信号发生器组成与特 点
计数型序列信号发生器能产生多组序列信号,
这是移位型发生器所没有的功能。计数型序列信号
发生器是由计数器和组合电路两部分构成的，在组
合电路输出序列码。序列的长度S就是计数器的模
数。
计数器型序列信号发生器
二、计数型序列信号发生器的设计
计数型序列信号发生器是在计数器的基础上加适当 的反馈网络构成。要实现序列长度为M的序列信号 发生器，其设计步骤为：
1.根据序列码长度S，设计一个模S的计数器。 2.令计数器每一个状态输出符合序列信号要求。 3.根据计数器状态转换关系和序列信号要求设计输
出组合网络。
设计举例一
例5.3.1 设计一个产生110001001110序列码的计数器型 序列码发生器。
一、设计计数器
因序列长度S=12，可选用74161设计一个模12计数器，采 用同步预置法设计M12计数器，有效状态为 QDQCQBQA=0100～1111。
设计举例一
二、令计数器每一个状态与一位序列信号相对应 可列出真值表、对应Z输出的卡诺图。
二、根据真值表写出Z1、Z2、Z3的函数式为下式 ：
设计举例三
三、作出逻辑电路图
设计步骤： 一、先用74161反馈置数法设计M10计数器。 二、令计数器每一个状态与一位序列信号相对应。 三、设计组合输出电路。
设计举例二
列真值表，画出实现F的卡诺图。
Q3 Q2 Q1 Q0 F
Q3Q2
序列信号发生器
Q2* Q1Q0 Q2 00 01 11 10
0
1
11
dd
D2=Q2Q0'+Q1Q0
Y Q1Q0 Q2 00 01 11 10
01 1 1
1
dd
Y=Q2'Q1'+Q1Q0
11
3.1 利用D 触发器设计一个 110100序列信号发生器
5、检查电路的自启动能力
000
001
010
101 电路是自启动的.
100
011
111
6、得到电路图 (略)
110
12
3.2 用计数器和多路复用器器构成序列信号发生器
方法： 1）如果序列长度为 L ，则将计数器接成 L 进制的计数
器：“n1— n1+L”( 置数法或清零法） 2）将多路复用器的数据输入“ D n1— D n1+L ”接成要
产生序列的信号。 3）将计数器的输出端接到多路复用器的地址输入端。
0100 0010
有效状态
CLOCK
74x194的任何一位Q 输出（如Q0） 都可以实现“100ห้องสมุดไป่ตู้”序列。
Q0 Q1 Q2 Q3
4
2. 用扭环计数器设计“11110000” 序列发生器
CLK Q0
Q1 Q2
Q3
0000
0001
0011
0111 有效圈
1000 1100 1110 1111
5
? 利用扭环计数器构成“11110000”序列发生器
3）再根据状态图画出状态转换表，求出左移时最低位输入的卡 诺图，并求出其表达式。如果有无关项，还要求检察电路的自
启动能力。
4）根据最低位输入表达式，用分立门电路，或者译码器，或者 多路复用器实现反馈输入的组合电路。
序列信号发生器的设计方法及应用实例
序列信号发生器的设计方法及应用实例在现代通信系统中，序列信号发生器是一个非常重要的设备，它能够产生各种类型的信号序列，如随机序列、伪随机序列、码片序列等。
这些信号序列在数字通信系统、脉冲调制系统以及其他通信系统中起着至关重要的作用。
在本文中，我将深入探讨序列信号发生器的设计方法及其应用实例，并共享一些个人观点和理解。
1. 序列信号发生器的基本原理序列信号发生器是一种能够产生特定类型的信号序列的设备。
其基本原理是利用特定的算法和逻辑电路来产生所需的信号序列。
在设计序列信号发生器时，首先需要确定所需的信号类型，如随机序列、伪随机序列或者其他类型的序列。
然后根据所选的信号类型，选择合适的算法和电路来实现信号的生成。
最常见的序列信号发生器包括线性反馈移位寄存器（LFSR）、差分方程序列发生器等。
2. 序列信号发生器的设计方法在设计序列信号发生器时，需要考虑信号的周期、自相关性、互相关性等性能指标。
一般来说，设计序列信号发生器的方法可以分为以下几个步骤：（1）确定信号类型：首先需要确定所需的信号类型，如随机序列、伪随机序列或者其他类型的序列。
（2）选择算法和电路：根据所选的信号类型，选择合适的算法和电路来实现信号的生成。
常用的算法包括线性反馈移位寄存器、差分方程序列发生器等。
（3）优化性能指标：优化信号的周期、自相关性、互相关性等性能指标，以确保生成的序列满足系统的要求。
（4）验证和测试：设计完成后，需要对信号发生器进行验证和测试，确保其生成的信号符合设计要求。
3. 序列信号发生器的应用实例序列信号发生器在数字通信系统、脉冲调制系统以及其他通信系统中有着广泛的应用。
以下是一些典型的应用实例：（1）伪随机噪声序列发生器：在数字通信系统中，伪随机噪声序列被广泛用于信道编码、扩频通信以及通信安全等领域。
（2）码片序列发生器：在脉冲调制系统中，码片序列被用于直序扩频通信系统中的扩频码生成。
（3）随机序列发生器：在通信加密领域，随机序列被用于数据加密和解密。
东南大学数字电路实验考试——序列信号发生器(答案)
序列信号发生器
一、设计一个双序列信号发生器，同时输出的两个序列分别如下：
Y1：110101 (高位先出)
Y2：010110 (高位先出)
要求：
1. 简单写出设计过程，画出原理图（30分），有合理设计过程，且原理图正
确得30分，若使能端电平接错或者不接,扣5分.
2. 根据设计搭试电路（15分）
3. 静态验证结果并用双踪示波器观察并分别输入时钟和Y1、Y2输出的波
形。
（由老师检查，只能够正确实现模6计数器给15分，完全实现25分）（25分）
4. 在答卷上绘出输入时钟和Y1、Y2输出的波形。
（波形应注意相位对齐，
并至少画满一个周期，方波的边沿一定要画出）（10分）
相位对齐6分（每个波形3分），至少画满一个周期3分，方波边沿画出1分。
二、简答：
函数发生器的V oltage Out端口输出的方波能否作为TTL电路的输入信号，为什么？（20分）
答：直接输出不能，因为V oltage Out端口输出的方波是一个交流信号，其VH 和VL等于（1/2）VPP。
若想作为TTL电路的输入信号，则其VPP至少要为6V以上，否则不能满足TTL电平的要求；或者，若是VPP大于3V，则叠加上（1/2）VPP的直流电平后就可以作为TTL电路的输入信号了。
数电实验：序列信号发生器
实验八序列信号发生器一、实验目的（1）熟悉掌握EDA软件工具Multisim的仿真测试应用。
（2）熟悉序列信号发生器的工作原理。
（3）熟悉序列信号发生器的设计方法二、实验仪器设备与主要器件试验箱；双踪示波器；稳压电源；函数发生器；74LS160；74ＬＳ１６１；７４ＬＳ２５１；７４ＬＳ１５２和７４ＬＳ１５１。
三、实验原理在数字信号的传输和数字系统的测试中，有时需要用到一组特定的串行数字信号。
通常把这种串行数字信号叫做序列信号，产生序列信号的电路称为序列发生器。
1、技术性序列信号发生器设计过程分为如下两步：（1）根据序列码的长度P设计模P计数器，状态可以任意。
（2）按计数器的状态转换关系和序列码的要求设计组合输出电路。
由于计数器的状态设置和输出序列没有直接关系，因此这种结构对输出序列的更改比较方便，而且还能够同时产生多组序列码。
2、移位型序列信号发生器移位型序列信号发生器是由移位寄存器和组合反馈电路组成。
组合电路的输出，作为移位寄存器的串行输入。
由n位移位寄存器构成的序列信号发生器所产生的序列信号的最大长度为：P=2n。
四、实验内容（1）用计数器74LS160设计一个7位巴克码（0100111）的产生电路，画出电路时序图。
用示波器观察电路输出波形。
仿真图：输出波形：（2）设计灯光控制逻辑电路。
要求红绿蓝三种颜色的灯在时钟信号作用下按如表规定的顺序转换状态。
表中，1表示亮，0表示灭。
CP顺序红绿黄0 0 0 01 1 0 02 0 1 03 0 0 14 1 1 15 0 0 16 0 1 07 1 0 08 0 0 0仿真图：（3）用移位寄存器74LS194设计产生移位序列信号为10110的序列信号发生器。
用发光管显示输出序列信号。
画出时序电路图并用示波器观察时序波形。
仿真图：波形图：。
序列信号发生器.
序列信号发生器序列信号是指在同步脉冲作用下循环地产生一串周期性的二进制信号. 能产生这种信号的逻辑器件就称为序列信号发生器.根据结构不同,它可分为反馈移位型和计数型两种.1 、移位型序列信号发生器 1. 移位型序列信号发生器的组成移位型序列信号发生器是由移位寄存器和组合电路两部分构成，组合电路的输出，作为移位寄存器的串行输入。
由n 位移位寄存器构成的序列信号发生器所产生的序列信号的最大长度为：P=2 n2•移位型序列信号发生器的设计(我序列信号是指在同步脉冲作用下循环地产生一串周期性的二进制信号.能产生这种信号的逻辑器件就称为序列信号发生器. 根据结构不同,它可分为反馈移位型和计数型两种.1、移位型序列信号发生器1.移位型序列信号发生器的组成移位型序列信号发生器是由移位寄存器和组合电路两部分构成，组合电路的输出，作为移位寄存器的串行输入。
由n 位移位寄存器构成的序列信号发生器所产生的序列信号的最大长度为：P=2n2.移位型序列信号发生器的设计(我们通过例题来说明)例 1. 试设计一个00011101序列信号发生器首先确定移位寄存器的位数,并画出编码状态图, 并找出迁移关系.P=8,因此只需要T454中的三位,按序列信号三位一组去划分(有八中状态),它的转换关系是: 如图(1)再作出T454的操作图：如图(2)由图可见这个电路只进行左移操作，因此可以判定出S0S1的值.最后根据移位寄存器每移位所移动的数码用四选一数据选择器实现SL,它逻辑电路图为：如图(3)通过这个例子我们发现移位型序列信号发生器设计与同步时序电路的设计相象.2、计数型序列信号发生器1.计数型序列信号发生器组成与特点计数型序列信号发生器能产生多组序列信号, 这是移位型发生器所没有的功能. 计数型序列信号发生器是由计数器和组合电路构成的，序列的长度P 就是计数器的模数。
2.计数型序列信号发生器的设计（通过例题来说明）例 1. 设计1101000101 序列信号发生器由于序列长度已经知道P=10,所以先用T214设计一个模10的计数器，再用八选一数据选择器实现序列输出，把计数器的输出端作为数据选择器的地址变量。
(Proteus数电仿真)序列信号发生器电路设计
(Proteus数电仿真)序列信号发生器电路设计实验8 序列信号发生器电路设计一、实验目的：1．熟悉序列信号发生器的工作原理。
2．学会序列信号发生器的设计方法。
3．熟悉掌握ＥＤＡ软件工具Proteus 的设计仿真测试应用。
二、实验仪器设备：仿真计算机及软件Proteus 。
74LS161、74LS194、74LS151三、实验原理：1、反馈移位型序列信号发生器反馈移位型序列信号发生器的结构框图如右图所示，它由移位寄存器和组合反馈网络组成，从寄存器的某一输出端可以得到周期性的序列码。
设计按一下步骤进行：（1）确定位移寄存器位数n ，并确定移位 寄存器的M 个独立状态。
CP将给定的序列码按照移位规律每 n 位一组，划分为M 个状态。
若M 个状态中出现重复现象，则应增加移位寄存器的位数。
用n+1位再重复上述过程，直到划分为M 个独立状态为止。
（2）根据M 各不同状态列出寄存器的态序表和反馈函数表，求出反馈函数F的表达式。
（3）检查自启动性能。
（4）画逻辑图。
2、计数型序列信号发生器计数型序列信号发生器和组合的结构框图如图 所示。
它由计数器和组合输出网络两部分 组成，序列码从组合输出网络输出。
设计 过程分为以下两步： CP（1）根据序列码的长度M 设计模M 计数器，状态可以自己定。
（2）按计数器的状态转移关系和序列码的要求组合输出网络。
由于计数器的状态设置和输出序列没有直接关系，因此这种结构对于输出序列的更改比较方便，而且还能产生多组序列码。
四、计算机仿真实验内容及步骤、结果：1、设计一个产生100111序列的反馈移位型序列信号发生器。
1、根据电路图在protuse 中搭建电路图 组合反Q1 Q2Qn组合输Q1 Q2 Qn⑴选中protuse最左侧的compenent mode工具栏⑵选择电路所需的元器件摆放到原理图的画布上，virtual instrument mode中选择示波器摆放到画布上观察电路输出波形，然后连接线路搭建电路，如图1：仿真电路图如图1所示图1⑶打开仿真开关，观察示波器的波形，如图2：实验结果如图2所示图3 实验结果如图4所示看出实验结果为脉冲输出结果为1101000101。
序列信号发生器VHDL设计实验报告
实验三序列信号发生器VHDL设计一、实验目的1、设计一个序列信号发生器，可以在时钟的作用下周期性的产生1110010序列信号2、学习时序电路的设计方法;3、掌握产生周期性信号电路的设计方法;4、掌握同步和异步概念;5、掌握仿真的目的和作用;二、实验环境QuartusII 、PC机、GW-PK2 EDA实验箱三、实验原理给出原理图，说明行为描述方式设计序列信号发生器的原理。
可以产生周期信号的序列信号发生器由计数器和译码器构成。
若想产生1110010序列信号，则需要三位二进制计数器，从000记到110，当时钟是上升沿时，若当前记到110，则将计数清为000，再从头开始，否则计数加1，译码器将每个三位二进制数转换为一位序列信号，计数器和译码器分别由两个进程实现。
四、实验内容及要求利用QuartusII完成序列信号发生器的VHDL设计及仿真测试，给出仿真波形,进行引脚锁定,并在实验箱上进行硬件验证。
五、实验步骤（1）用文本方式输入设计文件并存盘①创建工程，利用“New Preject Wizard”创建此设计工程。
选择菜单“File” “New Preject Wizard”，点击Next，即可弹出工程设置对话框点击此框最上一栏右侧的按钮“…”，设置工程路径，找到文件夹D:\Quartus8\vhdl_code\three，填写工程名和顶层文件名称后，点击Next按钮进行下一步。
②添加设计源程序。
如果已有源程序，可以在此加入到工程中，如果没有点击Next进行下一步。
③选择目标芯片。
首先在“Family”栏选芯片系列，在此选“ACEX1K”系列，选择此系列的具体芯片：EP1K30TC144-3。
④选择仿真器和综合器类型。
点击上图的Next按钮，这时弹出的窗口是选择仿真器和综合器类型的，如果都是选默认的“NONE”，表示都选QuartusII中自带的仿真器和综合器，因此，在此都选默认项“NONE”。
⑤结束设置。
序列信号发生器设计PPT课件
码组变换电路：
方案1：译码器＋门电路 方案2：存储器
步进电 机所要 求的八 状态转 换图
即多路 序列信 号输出，
5
八状态转换产生电路设计
（1）采用集成计数器设计：可采用熟悉的74LS161产生连 续的八个状态：0000－0111。
（2）采用移位寄存器设计：移位寄存器可构成两种类型的 计数器：环形和扭环形计数器。这里只介绍扭环形计数器：
上述转换关系很容易实现，这里只介绍如何用存 储器实现上述转换关系： 实际电路中采用E2 PROM 2817（2k）或2864 （8k） ，仿真时用EPROM 2764（ 2817 /2864不 能仿真）。
8
存储器的用法
（1）如何确定存储器的地址和写入数据： 将码组变换电路的输入数据作为存储器的地址数据（低四位）；
三、设计思路：
（1）步进电机介绍
步进电机接收步进脉冲而一步一步地转动，并带动机械装置 实现精密的角位移和直线位移。广泛应用于各种自动控制和 计算机系统中如：数控机床、机器人绕制了A、B、C三 个线圈构成三个不同的 绕组。
不同绕组上所加脉冲的 不同，形成不同的步距 和转速。
全0
1
1
8个状态 四相四拍/反转
由此决定四种不同工作方式对应的存储器地址数据
16
❖步进电机的正转和反转：
如在“四相八拍工作方式”的集成计数器方案中，把 原接地的A4改接1。此时存储器地址变化范围为 0010H～0017H（连续）， 在此范围内添加反序的数据 即可： 09、 08、 0C、 04、 06、 02、 03、01 。
9
（2）如何生成数据文件： 用VC软件或编程器本身附带的软件SUPERPRO进行数 据的编辑，即点击“数据缓冲区”，在HEX栏键入对应的 16进制数据，完成后将文件存为如下类型：BIN或Hex。
《序列信号发生器》课堂教学设计
《序列信号发生器》课堂教学设计摘要：数字电路作为理工专业的一门专业基础课程，学生在学习过程中经常感到理论、枯燥。
本文对“序列信号发生器”一堂课进行设计，激发学生学习兴趣，提高他们分析和解决实际问题的能力，从而将理论与实际紧密结合起来。
关键词：序列信号发生器；加密通信；任务驱动1.教学起点分析本次课选自《数字电路与逻辑设计》课程，它在各专业人才培养方案中类属专业基础课程，是衔接基础和专业之间的桥梁，具有承上启下的作用，课程内容在介绍有关数字系统基本知识、基本理论及常用数字集成电路的基础上，重点讨论数字逻辑电路分析与设计的基本方法，同时具有基础性、实践性和工程性等特点。
本次课内容是在学生掌握了时序逻辑电路分析与设计的基础上，将时序逻辑的理论问题应用到工程实际中，加强了与后续专业课的联系。
1.教学方案2.1教学目标（1）基础知识方面，掌握序列信号发生器的工作原理、设计方法和实际应用；（2）能力目标方面，培养学生分析、处理、解决问题的能力，以及运用理论知识指导实践的能力；（3）素质目标方面，培养学生严谨的工作态度。
2.2方法策略课程主要采用TOT式的方法策略，T指的是将课程内容按模块，运用任务驱动为主线的教学方法，O指的是线上线下混合式教学模式，第二个T指的是理实融合的教学策略。
在实施过程中，还采用了以下具体的教学手段：任务驱动法、对比讲解和虚拟仿真，同时巧妙融入课程思政元素，达到润物细无声的育人效果。
2.3具体实施按照创设情境-探究新知-任务求解-应用扩展-巩固小结的思路构建课程内容。
（1）创设情境：今年六月，某基地组织一场军事演习，当通过电台传送消息时，如果信息不加密，就有可能受到敌方的窃听甚至干扰。
想办法采取措施给信息上一把锁，则可大大提高信息传递的可靠性。
所谓信息加密的过程，实际就是将原文序列与密钥序列运算，即可得到密文序列。
那如何产生满足要求的密钥序列，就是这节课要探讨的内容。
（2）探究新知：理论讲授序列信号发生器的定义、分类，强调移存型序列信号发生器以移位寄存器作为主要存储部件。
2023年度采用MSI芯片构成序列信号发生器的几种方法
2023年度采用MSI芯片构成序列信号发生器的几种方法序列信号发生器是一种电子测试仪器，可用于生成各种不同的数字信号，例如脉冲、方波、正弦信号等。
MSI芯片是一种高度集成的数字集成电路，可以实现各种数字电路设计。
在本文中，我们将讨论采用MSI芯片构成序列信号发生器的几种方法。
1. 采用二进制计数器采用二进制计数器可以实现一个简单的序列信号发生器。
例如，我们可以使用74LS161型计数器。
这个计数器可以在4位宽度的二进制模式下计数，当计数到最大值时，它会回到零。
我们可以通过在输出引脚上连接合适的电路来生成期望的数字输出序列。
例如，对于一个周期为8的序列，可以使用与门将Q3和Q1连接起来，将输出传递到另一个与门，该与门将Q3和Q0连接起来。
这样就可以得到一个由4个数字组成的序列。
利用这种方法可以生成任何数字序列，但相位或频率不能被控制。
2. 采用矩阵开关如果需要更高级的控制，可以考虑使用矩阵开关。
矩阵开关是一种通过控制多个交叉点来实现信号路由的开关。
例如，我们可以使用CD4052型芯片，该芯片有四个交叉开关，每个开关有两个输入和一个输出。
这样一个芯片可以在两个输入信号之间切换，输出信号可以通过应用电压实现。
组合多个交叉开关可以得到更复杂的数字信号。
通过使用矩阵开关，可以实现更高级的数字序列生成，包括两个序列的插值和控制相位或频率等。
3. 采用有限状态机有限状态机是一种模型，用于描述具有一组内部状态的系统。
在一个有限状态机中，系统的行为可以通过在不同状态之间切换来描述。
我们可以使用类似的方法构建数字序列发生器。
例如，我们可以使用74LS74型器件制作一个SR触发器，该触发器可以内部存储状态，并在时钟信号的控制下切换状态。
我们可以将多个时钟信号连接到这个触发器，以控制序列的频率和相位。
例如，将两个分别以1/2和1/4分频的时钟连接到两个SR触发器，可以实现周期为8的序列。
总之，采用MSI芯片构成序列信号发生器可以实现多种方法，包括二进制计数器、矩阵开关和有限状态机。
寄存器构成的序列发生器
内部结构
特性表
3、用带反馈的移位寄存器构成8位序列信号发生
器
D0
4、用带反馈的移位寄存器构成序列信号发生器
5、用带负反馈的移位寄存器构成序列信号发生器
二、移位寄存器
1、移位寄存器：移位寄存器的每一位是由触发器组成 的，但由于它需要有移位功能，所以每位触发器的输 出端与下一位触发器的数据输入端相连接，所有触发 器公用一个时钟脉冲，使它们同步工作。但移位寄存 器的次态受移位功能的限制，因为寄存器中的触发器 只能存储1位二进制数，0或1，所以移位寄存器的次态 只能有两种情况。例如，原态为1011 ，当它右移一位 时，若移进的为1，则次态为1101；若移进的为0，次 态则为0101。
移位寄存器构成的8位序列信号发生器
胡延伟
一、序列信号发生器定义
1、序列信号：在数字信号的传输和数字系统的测试 中，有时需要用到一组特定的串行数字信号，通常 把这种串行数字信号叫做序列信号。能够循环地产 生序列信号的电路称为序列信号发生器。
2、序列的长度：序列信号有多少位，就称序列长度 为多少。 例如：序列为10010111，则序列长度为8。
二、移位寄存器
二、移位寄存器构成的序列信号发生器
1、移位寄存器：具有移位特性的寄存器，下图是 由D触发器构成的4位移位寄存器。
2、D触发器
D触发器的两个输出中，Q 表示触发器接收输入信号 前的状态，Q ´表示触发器接收输入信号后的状态，D触发 器的特点是输出始终与输入保持一致，它能够接收、保存 和输出信号。
序列发生器设计
8
序列发生器的功能仿真波形的建立
9
计数型序列信号发生器
• 以同步计数器为基础； • 例：设计产生序列信号为1111000100的发生器； • 序列长度M=10，选用一个模10的同步计数器
10
计数型序列信号发生器
Q3 Q2 Q1 Q0 F
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
0
map(clk,t0,set,reset,t00,t01); U2:Dtrigger port
map(clk,t00,set,reset,t10,t11); U3:Dtrigger port
map(clk,t10,set,reset,t20,t21); t0<=t11 and t21; q<=t20; nq<=not t20;
移存型序列信号发生器
• 第一步：根据要求列真值表和状态图
• 第二步：根据真值表画卡诺图，求次态方程；
•
Q1n+1=not(Q3n.Q2n)
• 第三步：检查系统能否自启动；
• 第四步：确定触发器类型和数目；
• 第五步：确定逻辑电路图；
7
移存型序列信号发生器
entity shiftxuilie is port(clk:in bit;
成M个状态组合，完成状态转移； • 求出移位寄存器的串行输入激励函数，即可构成
该序列信号的产生电路。
• 例：设计产生序列信号为11000的发生器
5
移存型序列信号发生器
序号 Q3 Q2 Q1 0110 1100 2000 3001 4011
110
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S6 0 S5 1 S4
状态编码
00 1 0
0 11 10
00 1 01 1 01
1
0ห้องสมุดไป่ตู้
1
0
11
10
10
0 0 1 10
Q2 Q1 Q0 Q2* Q1* Q0* Y 0000011 0010101 0100111 0111000 1001011 1011100 1101110
1110000
Q1Q0
同步四位二进制加法计数器 同步四位二进制加法计数器 同步单时钟四位可逆计数器 同步双时钟四位可逆计数器
74LS160 同步十进制加法计数器
74LS190 74LS290 74LS90
同步单时钟十进制可逆计数器 异步二-五-十进制计数器 异步二-五-十进制计数器
置零 置数 置九
异步 同步 同步 同步
异步
R’D S1 S0 工作状态 0 X X 置零 1 0 0 保持 1 0 1 右移 1 1 0 左移 1 1 1 并行输入
数据寄存 串入—串出 串入—并出 并入—串出
环形计数器 扭环形计数器 顺序脉冲发生器
计数器 用于计数、分频、定时等
常用集成计数器
74LS161 74LS163 74LS191 74LS193
序列信号 输出端
10
触发器
同步触发器
主从触发器
边沿触发器
SR触发器 Q* S RQ SR 0
JK触发器 D触发器
Q* JQ KQ Q* D
T触发器 Q* TQ TQ
时序图
触发器之间的功能转换
时序逻辑电路
时序逻辑电路的分析
特性
状态
驱动 方程 状态 转换表
电 方程 路 图 输出
方程
方程 状态 转换图
DI Q1Q0 Q2Q0 Q2Q1Q0
C C M1 M 工作状态
PR
0
× 0 × × 清0
↑ 1 0 0 保持
↑ 1 0 1 右移
↑ 1 1 0 左移
↑ 1 1 1 并行输入
1
1
74LS194
0
序列 信号 输出
反馈 电路
DI Q1Q0 Q2Q0 Q2Q1Q0 Q2Q1Q0 Q2Q1Q Q2Q1Q0 Q2Q1Q0
Y Q2Q'1 Q'0 Q'2 Q1Q0 Q'2 Q1Q'0 Q2Q'1 Q'0
74LS151
Y A2 A1A0D0 A2 A1A0D1 A2 A1A0D2 A2 A1A0D3 A2 A1A0D4 A2 A1A0D5 A2 A1A0D6 A2 A1A0D7
Q2Q1Q0 A2 A1A0
D3 D5 D6 D7 0 D0 D1 D2 D4 1
Q2Q1Q0 A2 A1A0
D3 D5 D6 D7 0 D0 D1 D2 D4 1
74LS151
1 0
产生一个8位序列信号为00010111(时间顺序为自右向左）
3.由带反馈电路的移位寄存器构成
0001011100010111
Q0Q1Q 20 0 0
串行 输出
QQ2 1Q000 01 11 10 010 1 0 DI 1 1 0 0 1
DI Q1Q0 Q2Q0 Q2Q1Q0
DI Q0 Q1 Q2 Q0* Q1* Q2* 10 0 0 1 0 0 11 0 0 1 1 0 11 1 0 1 1 1 01 1 1 0 1 1 10 1 1 1 0 1 01 0 1 0 1 0 00 1 0 0 0 1 00 0 1 0 0 0
Q1* Q1Q0 Q1Q0
1 1 1
0 0
0 1
1 1
0 1
1 0
1 0
Q0*
QQ2 1Q000 01
01 0
11 0
10 1
1 01 11 0
11 0 0 1
Q0* Q1Q0 Q1Q0
1 1 10 00 0
Q* JQ KQ
J 2 K2 Q1Q0 J1 K1 Q0
QQ2 1Q000 01 11 10 01 1 0 1 Y 11 0 0 0
序列信号发生器
产生一组特定的串行数字信号
1.由触发器和门电路构成 2.由计数器和数据选择器构成 3.由带反馈电路的移位寄存器构成
产生一个8位序列信号为00010111(时间顺序为自右向左）
1.由触发器和门电路构成
状态转换图 （状态个数=序列信号长度）无输入，输出Y
S0 1
0
S7 0
S1 1 S2 1 S3
Q2 00 01 11 10
Q2 Q1 Q0 Q2* Q1* Q0* Y
0 0 00 01 1
0 Q2*
1
0 1
0 1
1 0
0 1
Q2* Q2Q1 Q2Q0
Q2Q1Q0
0 0 10 10 1
Q1Q0
0
1
00
1
1
1
Q2 00 Q1* 0 0
01 1
11 0
10 1
0 1 11 00 0
10 1 0 1
Y A2 A1A0D0 A2 A1A0D1 A2 A1A0D2 A2 A1A0D3 A2 A1A0D4 A2 A1A0D5 A2 A1A0D6 A2 A1A0D7
Q2Q1Q0 A2 A1A0 D0 D3 D4 D6 1 D1 D2 D5 D7 0
1
1
74LS194
0
时序图
时序逻辑电路的设计
输入
设 逻 输出 计辑 要抽 求 象 状态
转换图
触发器
状 状 个数 态态 化分 简 配 状态
编码
能 逻辑功
能描述
自启动
检查
修改
否 电路
逻辑功 能描述
状态
方程
触
发 器
驱动 方程
选
型 输出
方程
自 能 电路图 启
动
检 修改 查 否 设计
电 路 图
常用时序逻辑电路
寄存器 用于寄存一组二值代码 74LS75：电平触发的四位单向移位寄存器 74HC175：边沿触发的四位单向移位寄存器 74LS194：四位双向移位寄存器
异步 异步
异步 同步
异步
异步
异步
异步
异步
对时钟脉冲计数 任意进制计数器
对脉冲分频 顺序脉冲发生器
定时 产生节拍脉冲
J0 Q1 K0 Q1
Q0* Q1Q0 Q2Q1 Q2Q0
电路图
产生一个8位序列信号为00010111(时间顺序为自右向左）
2.由计数器和数据选择器构成
00 1 0
0 11 10
00 1 01
1
0
11
10
001
八选一数据选择器器
1 01 1
0
10 10
Q2 Q1 Q0 Y C 0001 0 0011 0 0101 0 0110 0 1001 0 1010 0 1100 0 1110 1