厦大数电 实验十 - 图文

实验十 Moore型同步时序逻辑电路的分析与设计

一、实验目的

1.掌握同步时序逻辑电路的分析、设计方法； 2.掌握时序逻辑电路的测试方法。

二、实验原理

1.Moore型同步时序逻辑电路的分析方法：

时序逻辑电路的分析，按照电路图，选择芯片，根据芯片管脚，在逻辑图上标明管脚号；大街电路后，根据电路要求输入时钟信号，要求出电路的状态转换图或时序图，从中分析出电路的功能。 2.Moore型同步时序逻辑电路的设计方法： （1）分析题意，求出状态转换图。

（2）状态化简：确定等价状态，电路中的等价状态可合并为一个状态。

（3）重新确定电路状态数N，求出触发器数你n，触发器数按下列公式求：2

（4）触发器类型（D、JK）。

（5）状态编码，列出状态转换表，求状态方程、驱动方程。 （6）画出时序电路图。

（7）时序状态检验，当N<2时，应进行空转检验，以免电路进入无效状态而不能自启动。 （8）功能仿真、时序仿真。

n

n-1

n

三、实验仪器

（1）示波器 1台 （2）多功能电路实验箱 1台

四、实验内容

1.模5（421,码）加法计数器功能检验：

按图4搭接电路，Cp接单脉冲P+，Q3Q2Q1分别接逻辑指示灯L3L2L1，Rd’接逻辑开关K12，Sd1’、Sd2’、Sd3’分别接逻辑开关K1、K2、K3；接通电源后，利用Rd’使计数器复位后，加单脉冲，观察计数器工作情况，写出时序表，各无效状态利用Sd1’、Sd2’、Sd3’置数后，加单脉冲观察其次态，画出完整状态转换图； 逻辑电路图如下：

模5（421,码）加法计数器时序表：

Cp 0 1 2 3 4 5 完整状态转换图如图：

L3 0 0 0 0 1 0 L2 0 0 1 1 0 0 L1 0 1 0 1 0 0

2.模5（421码）加法计数器时序观测图：

将Cp接TTL信号（f=10kHz），用双踪示波器观察并记录Cp、Q3、Q2、Q1波形。 示波器得到如下波形：

3.设计模10（8421BCD）加法计数器。 逻辑电路图如下：

4.设计模10（5421BCD）加法计数器。

根据2

模10（5421BCD）加法计数器状态转换表：

Q4n 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 其他 Q3n 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 × Q2n 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 × Q1n 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 × Q4n+1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 × Q3n+1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 × Q2n+1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 × Q1n+1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 × D4 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 × D3 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 × D2 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 × D1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 × n-1

n

所以状态方程、驱动方程为：

Q1=Q3’Q1’ Q2 =(Q2Q3=Q2Q1

n+1

n

n

n+1

n

n+1

n

n

n+1

n+1

)’Q1+Q2(Q1

n+1n+1n+1

)’

Q4=Q4’

n+1

Clk1=Clk2=Clk3 =Cp Clk4=（Q3）’

逻辑电路图如下：

实验结果： 时序表如下：

Cp 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 实验结果与理论完全一致。

L4 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 L3 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 L2 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 L1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 六、实验小结

通过这次实验，我学习了Moore型同步时序逻辑电路的分析与设计，掌握了时序逻辑电路的测试方法。实验内容相较于理论部分超前太多，很多概念都不太理解。实验线路繁多，做实验时必须注意各管脚，谨记慢工出细活。本实验使用示波器时要采用外部触发，外部触发导线应接在Y（Q3）处，CH1用来检测Cp，CH2分别测Q1，Q2，Q3，触发选为外部，这样才能得到稳定的波形图。