中山大学数字电路实验九
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学院: 数据科学与计算机学院专业:软件工程姓名: ******学号:*********日期: 2018年6月5日实验内容:计数器的设计
预习报告
4、异步触发器:存在触发器逐级延迟问题。同步计数器:各级触发器输出相差小,译码时能避免出现尖峰,但是电路实现较复杂。
二、预习报告
内容1使用JK触发器设计一个16进制异步加法计数器,并用
逻辑分析仪观察并记录CP和每一位的输出波形。
1)真值表:
2)选用JK触发器,控制函数:
J0=K0=1
J1=K1=1
J2=K2=1
J3=K3=1
CLK由前一个触发器的输出连接(B0连接外部CLK)3)proteus仿真
从左到右依次为Q0Q1Q2Q3
4)波形图
A0为外部CLK,A1-A4分别为Q0Q1Q2Q3,成功实现。
内容2使用JK触发器设计一个16进制同步加法计数器,并用逻辑分析仪观察并记录CP和每一位的输出波形。
1)真值表同内容1.
2)控制函数:
J0=K0=1
J1=K1=Q0
J2=K2=Q0Q1
J3=K3=Q0Q1Q2
所有触发器CLK为同一个
3)Proteus仿真
4)波形图
A0为CLK,A1-A4分别为Q0Q1Q2Q3
内容3使用JK触发器和门电路设计实现一个二进制四位计数器模仿74LS194功能(详见实验七表二)。要求在实验箱上设计实现左移或右移功能;
在proteus软件上实现置零,保持,左移,右移,并行送数功能。
1)功能表
2)逻辑表达式
保持:Q N+1 = Q N
右移:Q3N+1 = Q0 , Q2N+1 = Q3 , Q1N+1 = Q2 , Q0N+1 = Q2
左移:Q3N+1 = Q2 , Q2N+1 = Q1 , Q1N+1 = Q0 , Q0N+1 = Q3
并行送数:Q3N+1 = A , Q2N+1 = B , Q3N+1 = C , Q3N+1 = D
注意:由于用到了数据选择器,右边的Q n为数据选择器的输出而不是JK触发器的输出
3)Proteus仿真
由于布局的原因,开关为00为并行送数,01为保持,10为左移,11为右移
A)并行送数
控制函数为:J n = D n , K n = (D = A、B、C、D)
Proteus电路图:A、B、C、D为并行送数的数据
B)保持
控制函数为:J n = Q n , K n =
Proteus电路图:
C) 左移
J3 = Q2 , K3 =
J2 = Q1 , K2 =
J1 = Q0, K1=
J0 = Q3 , K0 =
Proteus电路图:
D) 右移
J3 = Q2 , K3 =
J2 = Q1 , K2 =
J1 = Q0, K1 =
J0 = Q3 , K0 =
Proteus电路图:
E)总图:
其中两个74LS153决定了使用哪个功能的四个JK触发器
A接S0, B接S1。
三个开关,CL接所有JK触发器的清零端,低电平有效。(具体功能实现由TA检查)
内容4
1、用JK触发器和门电路设计一个特殊的12进制同步计数器;
2、用逻辑分析仪观察并记录CP和每一位的输出波形。
注意:这个12进制同步计数器没有00状态,要考虑自启动
1)状态图
0001→0010→0011→0100→0101→0110
↑↓
1100←1011←1010←1001←1000←0111
(7)使用proteus画出电路图:
(8)波形图 A0-A3分别是D0D1D2D3 , A5为时钟
内容5 使用Protues实现一个有控制变量D的12进制计数器,并在7段数码管上显示计数结果。
(1)将设计同步计数器
(2)控制方程
JK触发器表达式:
D=0时
J0 = K0 = 1
J1 = K0 = Q0
J2 = K2 = Q1Q0 + Q3Q2
J3 = K3 = Q2Q1Q0 + Q3Q2
D=1时
J0 = K0 = 1
J1 = K0 =
J2 = K2 = + Q0
J3 = K3 = + Q0
Bcd码个位与十位逻辑表达式:
个位:
B0 = Q0
B1 = Q3Q2 + Q1
B2 = Q2
B3 = Q3
十位:
B0 = Q3(Q2+Q1)
B1 = B2 = B3 = 0
(3)仿真电路:
触发器部分:
数据选择器跟数码管部分:
总图:
(4)烧入BASYS 3电路板中(TA检查)
实验箱实验报告
一、实验仪器及器件
1.数字电路实验箱、示波器、数字万用表。
2.器件:74LS73, 74LS00, 74LS08, 74LS20等
二、正式实验
1、实验箱上实现左移或右移
按照电路图在实验箱上连线,结果由助教或老师检查。
用模拟开关作为移动后空缺位的数据,led灯观察是否正确右移(结果由TA检查)
2、内容4在实验箱上的实现