数字电子技术实验305109学习教案.pptx
数字电子数字电子(dinz)技术实验技术实验305109第一页，共42页。1.1.1.1.三人抢答器电路设计三人抢答器电路设计三人抢答器电路设计三人抢答器电路设计实验任务：设置1个主持人按键，3个抢答人按键。主持人按键能清除(qngch)以前的抢答结果。一人抢答成功后，其他人再抢无效。设计要求(yoqi)：设计3种抢答器电路，分别叙述抢答的工作 原理，绘制电路图，比较各种电路的特性。注：原理叙述时要注明主持人按键和抢答人按键的逻辑值，即 主持人按键在清0和不清0时，分别处在什么电平位置(wi zhi)；抢答人按键平时处在什么电平位置(wi zhi)，抢答时处在什么电 平位置(wi zhi)。第1页/共42页第二页，共42页。三人抢答器参考三人抢答器参考三人抢答器参考三人抢答器参考(cnko)(cnko)(cnko)(cnko)电路电路电路电路1 1 1 1原理：利用产生CP脉冲来抢答。抢答前：清零抢答开关接电源。抢答者：先于他人将开关接地，从而(cng r)产生自身的CP脉冲，Q=1，抢答成功。其他人：由于CP=0，故不能再抢答。第2页/共42页第三页，共42页。三人抢答器参考三人抢答器参考三人抢答器参考三人抢答器参考(cnko)(cnko)(cnko)(cnko)电路电路电路电路2 2 2 2第3页/共42页第四页，共42页。三人抢答器参考三人抢答器参考三人抢答器参考三人抢答器参考(cnko)(cnko)(cnko)(cnko)电路电路电路电路3 3 3 3第4页/共42页第五页，共42页。三人抢答器参考三人抢答器参考三人抢答器参考三人抢答器参考(cnko)(cnko)(cnko)(cnko)电电电电路路路路4 4 4 4原理:抢答者合上抢答开关（1），同时产生数据D和CP脉 冲。同时封锁其他抢答人的CP脉冲。设计缺点：第一个抢答人合上开关后，不能拉下来，否则(fuz)其他 人能再次抢答。主持人开关(kigun)第5页/共42页第六页，共42页。三人抢答器参考三人抢答器参考三人抢答器参考三人抢答器参考(cnko)(cnko)(cnko)(cnko)电路电路电路电路5 5 5 5原理:抢答者合上抢答开关（1），产生CP脉冲。抢答成功后 Q0封锁(fn su)其他抢答人的CP脉冲。第6页/共42页第七页，共42页。三人抢答器参考三人抢答器参考三人抢答器参考三人抢答器参考(cnko)(cnko)(cnko)(cnko)电路电路电路电路6 6 6 6第7页/共42页第八页，共42页。三人抢答器参考三人抢答器参考三人抢答器参考三人抢答器参考(cnko)(cnko)(cnko)(cnko)电路电路电路电路7 7 7 7第8页/共42页第九页，共42页。三人抢答器参考三人抢答器参考三人抢答器参考三人抢答器参考(cnko)(cnko)(cnko)(cnko)电路电路电路电路8 8 8 8将JK触发器转换成D触发器第9页/共42页第十页，共42页。三人抢答器参考三人抢答器参考三人抢答器参考三人抢答器参考(cnko)(cnko)(cnko)(cnko)电路电路电路电路9 9 9 9原理(yunl)：将JK触发器转换成RS触发器第10页/共42页第十一页，共42页。三人抢答器参考三人抢答器参考三人抢答器参考三人抢答器参考(cnko)(cnko)(cnko)(cnko)电路电路电路电路10101010第11页/共42页第十二页，共42页。第四次实验预习第四次实验预习第四次实验预习第四次实验预习(yx)(yx)(yx)(yx)要求要求要求要求任务：移位(y wi)寄存器及应用 设计双向八位彩灯控制电路 选用器件:74LS194（双向移位(y wi)寄存器）74LS74（D触发器）和少量门第12页/共42页第十三页，共42页。（1）74LS194：输入输出12345678011111111 1 11 01 00 10 10 0 1 0 1 0 D0 D1 D2 D30 0 0 0Q00 Q10 Q20 Q30D0 D1 D2 D3Q1n Q2n Q3n 1Q1n Q2n Q3n 01 Q0n Q1n Q2n0 Q0n Q1n Q2nQ00 Q10 Q20 Q30左移,右移,并入,保持4种功能，双变量(binling)控制S1、S0。(功能表P146)功能(gngnng)：双向八位彩灯双向八位彩灯双向八位彩灯双向八位彩灯(ci dn)(ci dn)控制控制控制控制电路设计电路设计电路设计电路设计第13页/共42页第十四页，共42页。174LS194DLDRS1 S074LS194DLDRS1 S01DD&CPFF1FF2（2）彩灯(ci dn)控制电路 由2片74LS194、2个D触发器和1个与门组成。Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3第14页/共42页第十五页，共42页。174LS194DLDRS1 S01CP1.两片74LS194级联成8位移(wiy)位寄存器。Q0 Q1 Q2 Q374LS194DLDRS1 S0Q0 Q1 Q2 Q3第15页/共42页第十六页，共42页。174LS194DLDRS1 S074LS194DLDRS1 S01CP2.彩灯(ci dn)移位非左即右，即S1S001或S1S010，由D触发器构成的T触发器控制（FF2）。DFF2Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3第16页/共42页第十七页，共42页。174LS194DLDRS1 S074LS194DLDRS1 S01DCP3.设S1S010（194的Q3从DL接收数据(shj)，从Q0移出数据(shj)），在CP作用下彩灯依次点亮。10FF2Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3第17页/共42页第十八页，共42页。174LS194DLDRS1 S074LS194DLDRS1 S01DD&CP4.在8个CP过后，彩灯(ci dn)全亮，反馈信号送至D触发器（FF1）。1FF1FF210Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3第18页/共42页第十九页，共42页。174LS194DLDRS1 S074LS194DLDRS1 S01DD&CP4.第9个CP，使FF1置1，其/Q0，将74LS194清0，彩灯(ci dn)全灭；熄灭后反馈信号由1 0。10FF2FF10101Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3第19页/共42页第二十页，共42页。174LS194DLDRS1 S074LS194DLDRS1 S01DD&CP5.同时(tngsh)，FF1的Q端由01，产生FF2的CP信号，使FF2翻转，S1S001。01 00 1FF2FF110Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3第20页/共42页第二十一页，共42页。174LS194DLDRS1 S074LS194DLDRS1 S01DD&CP6.第10个CP，使FF1重新(chngxn)置0，Q端由10，/Q端由01，解除对74LS194的清0，使74LS194可以进行反向移位。001FF2FF11 00 1Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3第21页/共42页第二十二页，共42页。174LS194DLDRS1 S074LS194DLDRS1 S01DD&CP7.第11个CP开始(kish)，彩灯反向逐个点亮。由此电路实现彩灯逐个点亮全亮后熄灭再反向逐个点亮全亮后熄灭的循环控制。001FF2FF101Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3第22页/共42页第二十三页，共42页。双向八位双向八位双向八位双向八位(b wi)(b wi)彩灯控制电路设计彩灯控制电路设计彩灯控制电路设计彩灯控制电路设计（EWBEWB）第23页/共42页第二十四页，共42页。波形波形波形波形(b(b(b(b xnxnxnxn)1118 9 101918实验报告回答问题(wnt)：1.画输出波形（需包含19个CP）。2.如cp1到来使第一个灯亮，并说明CP8、CP9、CP10、CP11 时电路的工作状态。预习报告要求：1.设计电路(dinl)。2.简述工作原理。第24页/共42页第二十五页，共42页。4 4 4 4位串行加法位串行加法位串行加法位串行加法(jif)(jif)(jif)(jif)电电电电路设计路设计路设计路设计需解决的问题：1.进行一位全加 用一位全加器；2.被加数、加数的移位输出 移位寄存器(并入串出)；3.一位全加和的保存(bocn)移位寄存器(串入并出)；4.低位进位的保存(bocn)并参与高位的相加 触发器。串行加法(jif):即利用一位全加器进行多位二进制数相加。一位全加器加 数被加数01100111本位和进位低位进位第25页/共42页第二十六页，共42页。4 4 4 4位串行加法位串行加法位串行加法位串行加法(jif)(jif)(jif)(jif)电路设计电路设计电路设计电路设计194(1):被加数，低位串出。194(2):加数(ji sh)，低位串出。194(3):最终(zu zhn)和，高位串入。:1位全加器，进行1位加法。D:寄存本位进位，使之参与高 位相加。N控制S1，N1S1S011置数 N0S1S001右移M控制脉冲：上升沿 194、d触发器工作第26页/共42页第二十七页，共42页。被加数被加数被加数被加数(ji sh)(ji sh)(ji sh)(ji sh)和和和和加数加数加数加数(ji(ji(ji(ji sh)sh)sh)sh)设置设置设置设置如执行：67第27页/共42页第二十八页，共42页。第第第第1 1 1 1拍：拍：拍：拍：194194194194置数，置数，置数，置数，0110011001100110，0111011101110111，0000000000000000 全加器：全加器：全加器：全加器：0 0 0 01 1 1 10 0 0 0 本位本位本位本位(bnwi)(bnwi)(bnwi)(bnwi)和和和和1 1 1 1 本位本位本位本位(bnwi)(bnwi)(bnwi)(bnwi)进位进位进位进位0 0 0 0置数N控制S1，N1S1S011置数 N0S1S001右移M控制脉冲：上升(shngshng)沿194、d触发器工作第28页/共42页第二十九页，共42页。第第第第2 2 2 2拍：拍：拍：拍：194194194194右移右移右移右移(yu y)(yu y)(yu y)(yu y)，0011001100110011，0011001100110011，1000100010001000 全加器：全加器：全加器：全加器：1 1 1 11 1 1 10 0 0 0 本位和本位和本位和本位和0 0 0 0 本位进位本位进位本位进位本位进位1 1 1 1011001111 0000右移(yu y)N控制S1，N1S1S011置数 N0S1S001右移M控制脉冲：上升(shngshng)沿194、d触发器工作第29页/共42页第三十页，共42页。第第第第3 3 3 3拍：拍：拍：拍：194194194194右移右移右移右移(yu y)(yu y)(yu y)(yu y)，0001000100010001，0001000100010001，0100010001000100 全加器：全加器：全加器：全加器：1 1 1 11 1 1 11 1 1 1 本位和本位和本位和本位和1 1 1 1 本位进位本位进位本位进位本位进位1 1 1 1001100110 1000低位进位(jnwi)经D锁存参与相加。N控制S1，N1S1S011置数 N0S1S001右移M控制脉冲：上升(shngshng)沿194、d触发器工作第30页/共42页第三十一页，共42页。第第第第4 4 4 4拍：拍：拍：拍：194194194194右移右移右移右移(yu y)(yu y)(yu y)(yu y)，0000000000000000，0000000000000000，1010101010101010 全加器：全加器：全加器：全加器：0 0 0 00 0 0 01 1 1 1 本位和本位和本位和本位和1 1 1 1 本位进位本位进位本位进位本位进位0 0 0 0000100011 0100低位进位(jnwi)经D锁存参与相加。N控制S1，N1S1S011置数 N0S1S001右移M控制脉冲(michng)：上升沿 194、d触发器工作第31页/共42页第三十二页，共42页。第第第第5 5 5 5拍：拍：拍：拍：194194194194右移，右移，右移，右移，0000000000000000，0000000000000000，1101110111011101 全加器：全加器：全加器：全加器：0 0 0 00 0 0 00 0 0 0 本位本位本位本位(bnwi)(bnwi)(bnwi)(bnwi)和和和和0 0 0 0 本位本位本位本位(bnwi)(bnwi)(bnwi)(bnwi)进位进位进位进位0 0 0 0000000001 10105拍后完成(wn chng)运算。N控制(kngzh)S1，N1S1S011置数 N0S1S001右移M控制(kngzh)脉冲：上升沿 194、d触发器工作第32页/共42页第三十三页，共42页。有关有关有关有关(yugun)(yugun)向高位向高位向高位向高位的进位：的进位：的进位：的进位：如进行136运算：110101101 0011第5拍之后：最终(zu zhn)和：0011 在194(3)中；向高位的进位可从D的Q端（或194(3)的SR端）取得。向高位(o wi)的进位N控制S1，N1S1S011置数 N0S1S001右移M控制脉冲：上升沿 194、d触发器工作第33页/共42页第三十四页，共42页。可以用开关可以用开关可以用开关可以用开关(kigun)(kigun)(kigun)(kigun)进行被加数和加进行被加数和加进行被加数和加进行被加数和加数的设置。数的设置。数的设置。数的设置。被加数 ASDF，加数 ZXCVN控制S1，N1S1S011置数 N0S1S001右移M控制脉冲(michng)：上升沿 194、d触发器工作第34页/共42页第三十五页，共42页。预习预习预习预习(yx)(yx)(yx)(yx)要求：要求：要求：要求：设计电路，叙述工作(gngzu)原理，举例说明每个CP电路的工作(gngzu)状态。能否改进电路(dinl)，使之4拍之后就完成运算。第35页/共42页第三十六页，共42页。1.2片74LS194级联成8位左移或右移(yu y)电路,SR2=QD1,SL1=QA2。2.为使灯点亮，总的移入数据(shj)：SR1=SL2=1。(1)(2)FF1FF2CP1CPD2参考(cnko)电路 双向八位彩灯控制电路设计双向八位彩灯控制电路设计双向八位彩灯控制电路设计双向八位彩灯控制电路设计第36页/共42页第三十七页，共42页。参考参考参考参考(cnko)(cnko)(cnko)(cnko)电路电路电路电路3.FF1的输出(shch)控制74LS194的移位方向，FF1构成了T触发器，当有CP1时FF1翻转使74LS194换向移位。(1)(2)FF1FF2CP1CPD2第37页/共42页第三十八页，共42页。参考参考参考参考(cnko)(cnko)(cnko)(cnko)电路电路电路电路(1)(2)FF1FF2CP1CPD24.当8个灯未全亮时(D2=0)，每个CP的到来使 Q2=0;当8个灯全亮时(D2=1),下个CP来时Q2=0 灯全灭。同时：Q2=1产生(chnshng)CP1使FF1触发翻转控制换向。Q2Q2第38页/共42页第三十九页，共42页。参考参考参考参考(cnko)(cnko)(cnko)(cnko)电路电路电路电路(1)(2)FF1FF2CP1CPD25.当8个灯被熄灭后(D2=0)，下个CP来时 Q2=0，使CP1回到0态。Q2=1，释放(shfng)74LS194的清0端，使之可以移位。以后，每来一个CP，等按新的方向逐个点亮。Q2Q2第39页/共42页第四十页，共42页。波形波形波形波形(b(b(b(b xn)xn)xn)xn)实验报告回答问题：1.画输出波形（需包含19个CP）。2.如cp1到来使第一个灯亮，并说明CP8、CP9、CP10、CP11 时电路的工作(gngzu)状态。预习报告要求：1.设计电路。2.简述(jin sh)工作原理。11189101918第40页/共42页第四十一页，共42页。波波波波形形形形(b(b(b(b xnxnxnxn)1118 9 101918实验报告回答(hud)问题：1.画输出波形（需包含19个CP）。2.如cp1到来使第一个灯亮，并说明CP8、CP9、CP10、CP11 时电路的工作状态。预习(yx)报告要求：1.设计电路。2.简述工作原理。第41页/共42页第四十二页，共42页。
