实验七 同步时序逻辑电路的分析

实验七同步时序逻辑电路的分析

一、实验目的

⑴熟悉同步时序逻辑电路的一般分析、设计方法

⑵熟悉移位寄存器和同步计数器的逻辑功能

二、实验器材

⑴直流稳压电源、数字逻辑实验箱

⑵ 74LS00、74LS08、74LS10、74LS86、74LS74、74LS76

三、实验内容和步骤

1．移位寄存器型计数器

⑴将集成D型触发器74LS74按图8-1接线。电路的脉冲输入端CP接单脉冲，三个输出端Q3、Q2、Q1分别接发光二极管。用触发器的异步清零端CLR将触发器初始状态复位为“000”，Q3Q2Q1＝000。逐次按动单脉冲按钮，观察在CP脉冲作用下，计数器输出端的变化状态，将结果填入自制的表中。分析电路输出端状态变化的规律，画出状态转换图，并说明电路的功能。

图8-1 移位寄存器型计数器（1）

（1）状态方程：Q3n+1=Q2Q1

Q2n+1=Q1

Q1n+1=

（4）该电路的功能是移位寄存器型计数器

2.JK触发器组成的同步计数器

将集成JK触发器74LS76按图8-3接线。A端接逻辑开关，CP端接单脉冲，Q1、Q2、Y 端分别接三个发光二极管。设各触发器的初始状态均为“0”（用异步清零端复位），观察当A端分别接“0”和“1”电平时，触发器输出端Q1、Q2和电路输出端Y的变化情况，并把结果填入自制的表中。根据结果分析电路输出的变化规律，画出状态转换图，并说明电路的功能。

图8-3 JK触发器组成的同步计数器电路

（1）输出方程和激励方程：

J0=K0=1 J1=K1=A⊕Q0

Y=

（2）状态方程: Q1n+1=J+Q1= (A⊕Q0)+Q1=A⊕Q0⊕Q1

Q0n+1=

（3）状态表：

（4

0/0

（5）逻辑功能分析：

当外部输入A=0时，Q1Q0状态转移按00→01→10→11→00→…规律变化，实现模4加法器的功能；当A=1时，状态转移按00→11→10→01→00→…规律变化，实现模4 的减法计数器的功能。A为加减控制信号，Y为进位和借位输出。

四、思考题

总结同步时序逻辑电路的一般分析方法。

答：（1）根据给定的逻辑电路图求出时序电路的输出方程和各触发器的激励方程。

（2）根据已求得的激励方程和所用触发器的特征方程，求时序电路的状态方程。

（3）根据时序电路的状态方程和输出方程，建立状态转移表，进而画出状态图和波形图。

（4）分析电路的逻辑功能。