計數(shù)器數(shù)電課設(shè)

1、 成 績 評 定 表學(xué)生姓名劉秀鵬班級學(xué)號1103010421專 業(yè)自動化課程設(shè)計題目數(shù)字電子課程設(shè)計評語組長簽字：成績?nèi)掌?20 年 月 日課程設(shè)計任務(wù)書學(xué) 院信息科學(xué)與技術(shù)專 業(yè)自動化學(xué)生姓名劉秀鵬班級學(xué)號 1103010421課程設(shè)計題目1.六進(jìn)制同步加法計數(shù)器（無效狀態(tài)：010 001） 2.串行序列發(fā)生器的設(shè)計（檢測序列100111）3.用74290構(gòu)成40進(jìn)制異步加法計數(shù)器并顯示實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù):1) 采用實(shí)驗箱設(shè)計、連接、調(diào)試三位二進(jìn)制計數(shù)器。2) 采用實(shí)驗箱設(shè)計、連接、調(diào)試串行序列檢測器。3) 采用multisim 仿真軟件建立復(fù)雜的計數(shù)器電路模型；4) 對電路進(jìn)行理論分析；

2、5) 在multisim環(huán)境下分析仿真結(jié)果，給出仿真時序圖；6) 撰寫課程設(shè)計報告。工作計劃與進(jìn)度安排:第1天：1.布置課程設(shè)計題目及任務(wù)。2.查找文獻(xiàn)、資料，確立設(shè)計方案。第2-3天： 在實(shí)驗室中設(shè)計、連接、調(diào)試三位二進(jìn)制計數(shù)器及串行序列檢測器電路。第4天：1. 安裝multisim軟件，熟悉multisim軟件仿真環(huán)境。在multisim環(huán)境下建立電路模型，學(xué)會建立元件庫。2. 對設(shè)計電路進(jìn)行理論分析、計算。3. 在multisim環(huán)境下仿真電路功能，修改相應(yīng)參數(shù)，分析結(jié)果的變化情況。第5天：1. 課程設(shè)計結(jié)果驗收。2. 針對課程設(shè)計題目進(jìn)行答辯。3. 完成課程設(shè)計報告。指導(dǎo)教師： 201

3、3年6月 日專業(yè)負(fù)責(zé)人：2013 年 月 日學(xué)院教學(xué)副院長：2013 年 月 日 目錄 1 課程設(shè)計的目的與作用iv 2 設(shè)計任務(wù)、及所用multisim軟件環(huán)境介紹iv 2.1設(shè)計任務(wù)iv 2.2 multisim軟件環(huán)境介紹iv3 理論分析及計算v3.1 三位二進(jìn)制減法計數(shù)器電路（無效態(tài)：000，001）v3.1.2 選擇觸發(fā)器，求時鐘方程，輸出方程和狀態(tài)方程v3.1.3 求驅(qū)動方程vii3.1.4 檢查電路能否自啟動vii4.2 串行序列檢測器（檢測序列：1000）電路viii4.2.1狀態(tài)圖viii4.2.2 選擇觸發(fā)器，求時鐘方程，輸出方程和狀態(tài)方程viii4.2.3 求驅(qū)動方程ix

4、4.2.4 按照所求驅(qū)動方程及輸出方程連模型電路。x4.3 跑馬燈電路x5 仿真電路圖的建立x5.1 三位二進(jìn)制減法計數(shù)器電路（無效態(tài)：000，001）x5.2 串行序列檢測器（檢測序列：1000）電路xi5.3 跑馬燈電路xi6 設(shè)計總結(jié)和體會xii6.1總結(jié)xii6.2 體會xii7 參考文獻(xiàn)xii1 課程設(shè)計的目的與作用 1 理解六進(jìn)制同步加法計數(shù)器電路（無效態(tài)：010，001）的工作原理。 2 理解串行序列發(fā)生器（檢測序列：100111）電路的工作原理。 3 掌握六進(jìn)制同步加法計數(shù)器電路（無效態(tài)：010，001）和串行序列發(fā)生器（檢測序列：100111）電路的設(shè)計。 4 掌握74290

5、芯片的工作原理，學(xué)會用74290設(shè)計n進(jìn)制計數(shù)器并顯示。 5 掌握multisim軟件的應(yīng)用，能夠理解軟件中圖形的意義及不同。 2 設(shè)計任務(wù)、及所用multisim軟件環(huán)境介紹 2.1設(shè)計任務(wù)1在multisim中建立六進(jìn)制同步加法計數(shù)器電路（無效態(tài)：010，001）。2在multisim中建立串行序列發(fā)生器（檢測序列：100111）電路。3在multisim中建立由74290芯片構(gòu)成40進(jìn)制異步加法計數(shù)器電路。 2.2 multisim軟件環(huán)境介紹 multisim是加拿大圖像交互技術(shù)公司（interactive image technoligics簡稱iit公司)推出的以windows為基

6、礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。它的前身是虛擬電子工作臺。 大家可以使用multisim交互式地搭建電路原理圖，并對電路行為進(jìn)行仿真。multisim提煉了spice仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣大家無需懂得深入的spice技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計，這也使其更適合電子學(xué)教育。通過multisim和虛擬儀器技術(shù)，pcb設(shè)計工程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計和測試這樣一個完整的綜合設(shè)計流程。 軟件以圖形軟件為主，界面由菜單欄，工具欄等構(gòu)成，通過對各個部分

7、的操作可以電路圖的輸入輸出等對電路進(jìn)行相應(yīng)的觀測和分析。界面很接近windows界面，非常的人性化，很適合也很方便我們學(xué)習(xí)和應(yīng)用。3. 理論分析及計算3.1 六進(jìn)制同步加法計數(shù)器電路（無效狀態(tài)：010 001）3.1.1 狀態(tài)圖 狀態(tài)圖如下圖1 000011100 /0 /0 111110101 圖1 六進(jìn)制同步加法計數(shù)器狀態(tài)圖3.1.2 選擇觸發(fā)器，求時鐘方程，輸出方程和狀態(tài)方程 1 選擇觸發(fā)器 由于jk觸發(fā)器功能齊全，使用靈活，在這里選用三個cp下降沿觸發(fā)的邊沿jk觸發(fā)器。 2 求時鐘方程 采用同步方案，故取，cp是要設(shè)計的時序電路的輸入時鐘脈沖。 3求輸出方程 確定約束項：001,010

8、是沒有使用的無效狀態(tài)，其對應(yīng)的最小項，是約束項由圖四所示狀態(tài)圖所規(guī)定的輸出與現(xiàn)態(tài)間的邏輯關(guān)系，可以直接畫出信號y的卡諾圖，如下表1所示0001111000010010 表1 y的卡諾圖 由卡諾圖可得， 4求狀態(tài)方程 由狀態(tài)圖可以直接畫出如表2所示電路次態(tài)的卡諾圖，0001111000111001101110000111 表2電路各次態(tài)卡諾圖由表2分解可得表3，表4，表5四所示各觸發(fā)器的卡諾圖如下：0001111000111101 表3 的次態(tài)的卡諾圖0001111001010101 表4 的次態(tài)的卡諾圖0001111001011001 表5的次態(tài)的卡諾圖 由表3,4,5可得，各狀態(tài)方程為： 3

9、.1.3 求驅(qū)動方程jk觸發(fā)器的特性方程為 ： ，結(jié)合狀態(tài)方程可得驅(qū)動方程為： , ， ， 3.1.5 按照所求驅(qū)動方程及輸出電路連模型電路 圖2 六進(jìn)制同步加法計數(shù)器仿真接線圖4序列信號發(fā)生器的設(shè)計（發(fā)生序列100111）4.1基本原理序列信號發(fā)生器是能夠依據(jù)時鐘脈沖信號輸出規(guī)定序列代碼的一種時序電路。序列信號發(fā)生器的設(shè)計方法同序列檢測器，只是不存在輸入信號x。4.2設(shè)計過程序列發(fā)生器（發(fā)生序列010100）的特性表 y0001011 01000101111011111 圖3 發(fā)生器特性表由發(fā)生器的特性表可得輸出方程為“設(shè)計電路圖根據(jù)上題設(shè)計的三位二進(jìn)制加法器，用來設(shè)計這個序列中的六個不同的

10、數(shù)值，這樣可以很容易的觀察這個序列的變化。圖4 序列信號發(fā)生器邏輯圖5.74290構(gòu)成40進(jìn)制異步加法計數(shù)器5.1設(shè)計原理 用74290構(gòu)成40進(jìn)制計數(shù)器需要兩片芯片分別作為十位和個位，兩片芯片的,采用異步置零法分別組成4進(jìn)制和10進(jìn)制計數(shù)器，第一片芯片的,第二片芯片的，將兩片芯片級聯(lián)后即可得到40進(jìn)制的計數(shù)器5.2電路仿真接線圖74290構(gòu)成40進(jìn)制計數(shù)器的接線圖如下 圖5 40進(jìn)制計數(shù)器仿真模擬接線圖6. 仿真結(jié)果分析6.1六進(jìn)制同步加發(fā)計數(shù)器仿真結(jié)果分析在multisim 10上開始對六進(jìn)制同步加法計數(shù)器仿真，結(jié)果如圖6所示 （1） 狀態(tài)000 （2） 狀態(tài)011 （3） 狀態(tài)100 （

11、4）狀態(tài)101 (5) 狀態(tài)110 （6）狀態(tài)1116.2 串行序列發(fā)生器結(jié)果分析在multisim 10上開始對串行序列發(fā)生器進(jìn)行仿真，結(jié)果如圖7所示 （1）發(fā)生1 (2) 發(fā)生0 (3) 發(fā)生0 （4）發(fā)生1 （5）發(fā)生1 （6）發(fā)生16.3 40進(jìn)制計數(shù)器仿真結(jié)果分析在multisim 10上開始對40進(jìn)制計數(shù)器仿真，結(jié)果如圖8所示 （1）計數(shù)初始值 （2）計數(shù)終值再經(jīng)歷一個計數(shù)脈沖后返回到計數(shù)初值（0000）如下圖所示7設(shè)計總結(jié)和體會通過此次數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計，我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)數(shù)字電子計數(shù)方面的知識，在設(shè)計過程中雖然會遇到一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查，最終找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺好經(jīng)驗不足。在設(shè)計過程中，我不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。在這次課程設(shè)計中，不僅培養(yǎng)