中山大学数字电路实验九

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