数电课程设计（十三进制同步减法计数器和串行序列信号检测器）.doc

1 十三进制同步减法计数（无效状态为0001、0010、0011）的 设计 课程设计的目的：1、了解同步计数器的工作原理和逻辑功能。2、掌握计数器电路的分析、设计方法及应用。3、熟悉设计过程和边沿JK触发器原理。 设计总框图：十三进制同步减法计数器8421 BCD码 CP 输入减法计数器脉冲 输出进位信号 设计过程： 、状态图： /0 /0 /0 /0 /0 /0 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001/0 0000 0100 0101 0110 01111000 /1 /0 /0 /0 /0 /0、选择触发器、求时钟方程、输出方程和状态方程 （1）选择触发器 由于JK触发器功能齐全、使用灵活，故选用4个下降沿出发的边沿JK触发器。 （2）求时钟方程 CP0=CP1=CP2=CP3=CP(3)求输出方程 输出方程的卡诺图为： 00 01 11 101×××000000000000 00 01 11 10 输出方程: Y = Qn3Qn2（4）状态方程：次态卡诺图： 00 01 11 101111××××××××××××000000010110010110111100111011010111100010101001 00 01 11 10 所以：Q3n+1 的卡诺图为： 00 01 11 101×××000011110111 00 01 11 10 Q2n+1的卡诺图为： 00 01 11 101×××011101111000 00 01 11 10 Q1n+1的卡诺图为：00 01 11 101×××001010101010 00 01 11 10 Q0n+1 的卡诺图为： 00 01 11 101×××000110011001 00 01 11 10 状态方程：Q3n+1= Qn3Qn2 + Qn3Qn0 + Qn3Qn1+ n3n2=n3n2 + (Qn0+Qn1+Qn2)Qn3Q2n+1=n2n1n0+ (Qn0+Qn1)Qn3 Q1n+1=n1n0Qn3 + Qn1Qn0 + n1n3n2Q0n+1 =n0（Qn3+Qn1+n2）驱动方程为：J3=n2 K3=201 J2=n1n0 K2=n1n0 J1=n0Qn2 Qn2n3 n0Qn3 K1=n0 J0= Qn1Qn2Qn3 K0=1(6) 检验能否自启动（无效状态0001，0010，0011）0011 0010 10010001 1010所以能自启动 逻辑接线图： 1.5 电路接线图 实验仪器 74LS112芯片2块，74LS08芯片1块 74LS00芯片2块 开关导线若干 实验结论（分析实验中出现的故障及产生的原因） 实验正常，个芯片运行正常。2 串行序列信号检测器（检测序列为1101） 课程设计的目的：1、了解同步计数器的工作原理和逻辑功能。2、掌握计数器电路的分析、设计方法及应用。3、熟悉设计过程和边沿JK触发器原理。 设计总框图： 序列信号检测器（检测序列为1101） CP 序列发生器的时钟脉冲 输出信号2.3 设计过程2.3.1 进行逻辑抽象，建立原始状态图。 1/0 0/0 1/0 1/0 0/0 1/1S0S1 S2 S3 S41/0 0/0 0/0 0/0 进行状态化简，画出最简状态图1、 合并等价状态，化简原始状态图得到最简状态图 0/0 1/1 1/0 1/0 0/0S0 S1 S2 S3 0/0 0/0 1/0 2、 进行状态分配，画出用二进制编码后的状态图状态图如下： 0/0 1/0 1/0 0/0 00 01 10 11 1/1 0/0 0/0 1/0 2.3.3 选择触发器、求时钟方程、状态方程1、选择触发器 由于JK触发器功能齐全、使用灵活，故选用2个下降沿出发的边沿JK触发器。2、 求时钟方程 CP0=CP1=CP2 =CP3、状态方程次态卡诺图 Qn1Qn0 X 00 01 11 1000000011011011100 1Q1n+1 的卡诺图为： Qn1Qn0 X 00 01 11 1000010111 0 1Q0n+1 的卡诺图为： Qn1Qn0 X 00 01 111000011010 01所以：Q1n+1=X Qn1Qn0+(Qn0 +X) Qn1 Q0n+1 = (X Qn1+ X Qn1) Qn0+ X Qn1Qn0 驱动方程为： J1= X Qn0 K1= X Qn0 J0= X Qn1 X Qn1 K0 = X Qn12.4 逻辑连线图 电路原理图 实验仪器74LS112芯片1块，74LS08芯片1块 74LS00芯片1块74LS04芯片1块，发光二极管两个，开关三个，导线若干。 实验结论（分析实验中出现的故障及产生的原因） 实验正常，个芯片运行正常。3 六进制同步加法计数器（无效状态为010，100） 目的和意义通过课程设计锻炼动手能力和思维能力检测实际操作能力以及所学知识。增强对所学知识的认识，加深电路的理解，使所学知识形成一个串联网巩固知新。扩展知识面。使自己对所学知识有一个总括的把握。 设计要求及分析 要求：设计一个六进制同步加法计数器（无效状态为010，100） 设计总框图：六进制同步加法计数器8421 BCD码CP 输入加法计数器脉冲3.3 设计过程 3.3.1 状态图 000 001 011 101 110 111 选择触发器、求时钟方程、和状态方程1、 选择触发器 由于JK触发器功能齐全、使用灵活，故选用3个下降沿出发的边沿JK触发器。 2、 求时钟方程 CP0=CP1=CP2=CP3、 卡诺图 Qn1Qn0 Qn2 00 01 11 10001011101××××××1100001110 1Q2n+1卡诺图为： Qn1Qn0 Qn2 00 01 11 10001××101 0 1Q1n+1卡诺图为： Qn1Qn0Qn2 00 01 11 10010××101 0 1Q0n+1 卡诺图为： Qn1Qn0 Qn2 00 01 11 10111××001 0 14、 状态方程：Q2n+1=Qn2 Qn1 + (Qn0+Qn1)Qn2 Q1n+1= Qn0Qn1+ Qn0Qn1 Q0n+1 = Qn0 + Qn2Qn15、 驱动方程为：J2= Qn1 K2= Qn1Qn0J1= Qn0 K1= Qn0J0 =1 K0= Qn23.3 逻辑接线图 电路原理图 实验仪器 74LS112芯片2块，74LS08芯片1块 ，开关导线若干3.6 实验结论（分析实验中出现的故障及产生的原因）实验正常，每个芯片运行正常。参考文献 1 于孟尝.数字电子技术基础简明教程.第三版.北京：高等教育出版社，1985.2 康华光.电子技术基础:数字部分.4版.北京:高等教育出版社，2000. 3 蔡惟铮.集成电子技术.北京:高等教育出版社,2004 .课程设计心得 做本次课程设计是在考察我们对以前所学的知识的掌握情况，怎样运用我所学的理论知识去解决一些实际问题，也是考察我们的动手能力。经过了一段时间的努力我终于完成了，从芯片的选择，再到设计与实现。在这个过程中我学习到了很多在课本上不能学习到的知识，对一个产品也有了一个新的认识，以前我都很简单的认为一个产品很容易就做出来了，现在我知道了每一个产品都需要很复杂的工序。通过这次的课程设计我学到了主要有如下几点：1提前做好准备工作在开始动手之前，我们要把各芯片件的功能弄清楚，以及如何拓展，只有把这些真正的搞懂之后才能顺利完成设计。2.耐心分析，解决问题设计与实现的过程中我们会遇到一些困难这是很正常的事，但是不能一遇到问题就慌了，要耐心的分析问题并解决，这次课程设计的时候我就遇到了这样的情况，比如：各种门的特点和怎样使用。做本次课程设计我了解到自己对以前所学过知识的掌握一点也不牢固，不能用这些知识去解决一些实际的问题，所以我以后一定要好好运用所学的知识，这样不仅可以让理论与实践相结合，而且还能提高我的动手能力。课程设计虽然结束了，但是我们还有很多的事情要做，对仍然不熟悉或不了解的知识点我们要尽快的去学习了解，对课程设计中出现的问题我们还要去认真的分析研究。还有我们还需要去增强自己的动手能力，去不断的锻炼，只有这样该课程设计才能发挥最大的作用。