数电课设六进制同步加法计数器

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1、1.课程设计的目的与作用1.加深对教材的理解和思考，并通过实验设计、验证证实理论的正确性。2.学习自行设计一定难度并有用途的计数器、加法器、寄存器等。3.检测自己的数字电子技术掌握能力。2.设计任务1.六进制同步加法计数器（无效态010,111）2.串行序列发生器的设计（检测序列010100）3.用集成芯片设计26进制加法器并显示3.设计及仿真分析过程3.1六进制同步加法计数器（无效态010,111）000001011100101110排列：图1.状态图3.1.1设计过程1.选择触发器由于JK触发器功能齐全，使用灵活，这里选用3个时钟下降沿

2、触发的边沿JK触发器。2.求时钟方程由于要求构成的是同步计数器，显然各个触发器的时钟信号都应使用输入计数脉冲CP,即CP0=CP1=CP2=CP103.求输出方程由状态图可直接得到C=Q2nQ1nQ0n（式1）4.求状态方程由图1所示的状态图可直接画出如图2所示电路次态的卡诺图。再分解开便可以得到图3所示的各触发器的卡诺图。Q2nQ1nQ2n000111100001011100×××1101110×××000图2.同步加法计数器次态的卡诺图Q2nQ1nQ2n0001111001×111×图2.1Q2n+1的卡诺图Q2nQ1nQ2n00011

3、11001×11×图2.2Q1n+1的卡诺图Q2nQ1nQ2n00011110011×11×图2.3Q1n+1的卡诺图10显然，由图3所示各触发器的卡诺图，可直接写出下列状态方程：（式2）5.求驱动方程JK触发器的特征方程为：（式3）变换状态方程（式2），使之与特征方程（式3）的形式一致，比较后得出驱动方程(式4)6.检查电路能否自启动将无效态010,111代入状态方程（式2）进行计算，无效态不成循环，故此时序电路能自启动。3.1.2仿真分析根据上步所设计的逻辑电路图，在Multisim中构建逻辑电路如图3所示103.2串行序列序列发生器的

4、设计（检测序列010100）000→001→010→011→100→101排列：Q2Q1Q0图4.状态图103.2.1设计过程1.选择触发器由于JK触发器功能齐全，使用灵活，这里选用3个时钟下降沿触发的边沿JK触发器。2.求时钟方程采用同步方案，故取CP0=CP1=CP2=CP3.求输出方程由图5所示的状态图可直接画出如图5所示电路次态的卡诺图。0001111000010101000111101000××××××图5.次态的卡诺图由上图可知输出方程为Y=4.求状态方程000111100111××图5.1的卡诺图10000111100111×

5、×图5.2的卡诺图0000111001111××图5.3的卡诺图显然，由图3所示各触发器的卡诺图，可直接写出下列状态方程：(式5)5.求驱动方程JK触发器的特征方程为：变换状态方程，使之与特征方程的形式一致，比较后得出驱动方程（式6）3.2.2仿真分析根据上步所设计的逻辑电路图，在Multisim中构建逻辑电路如图6所示10图6.序列发生器仿真电路3.3使用集成芯片设计26进制加法计数器并显示3.3.1逻辑电路的设计过程26进制加法计数器由2片74LS10160（同步置数）级联起来构成26进制计数器，再用同步置数法即可得到26进制同步加法计

6、数器。由于是同步计数器，故SN-1=S25，则高位为0010，低位为0101，即Q5nQ2nQ0n,依此接入与非门即可。(其中74LS160为十进制同步加法计数器，置数采用同步方式的4位二进制计数器。）3.3.2仿真分析根据上步所设计的逻辑电路图，在Multisim中构建逻辑电路如图7所示图7.26进制加法计数器104软件介绍Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。工程师们可以

7、使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。5实验仪器74LS112芯片3个（3个JK触发器），74LS00芯片1个（1个与非门），74LS08芯片3个（3个与门），74LS10芯片1个（1个三输入与门），74LS160芯片两

8、片。6心得体会经过本次课程设计，不仅加深了我对课本知识的认知，更大大地提升了自己的动手实践能力，这使我受益匪浅。在设计过程中，由于稍有不慎就会出错，所以这就要求我必须完全地投入，