三位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（精）

1、成 績(jī) 評(píng) 定 表學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)專 業(yè)自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)題目數(shù)字電子課程設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)組長(zhǎng)簽字：成績(jī)?nèi)掌?20 年 月 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué) 院信息科學(xué)與工程學(xué)院專 業(yè)自動(dòng)化學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)課程設(shè)計(jì)題目1.三位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（無(wú)效態(tài)：001，110） 2.序列信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)（發(fā)生序列100101） 3.100進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù):數(shù)字電子部分1) 采用multisim 仿真軟件建立電路模型；2) 對(duì)電路進(jìn)行理論分析、計(jì)算；3) 在multisim環(huán)境下分析仿真結(jié)果，給出仿真波形圖。工作計(jì)劃與進(jìn)度安排:第1天：1.布置課程設(shè)計(jì)題目及任務(wù)。2.查找文獻(xiàn)、資料，確立設(shè)計(jì)方案。第2-3天：1

2、. 安裝multisim軟件，熟悉multisim軟件仿真環(huán)境。2. 在multisim環(huán)境下建立電路模型，學(xué)會(huì)建立元件庫(kù)。第4天：1. 對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行理論分析、計(jì)算。2. 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(jì)結(jié)果驗(yàn)收。2. 針對(duì)課程設(shè)計(jì)題目進(jìn)行答辯。3. 完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。指導(dǎo)教師： 201 年 月 日專業(yè)負(fù)責(zé)人：201 年 月 日學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)：201 年 月 日目錄1 課程設(shè)計(jì)的目的與作用11.1設(shè)計(jì)目的及設(shè)計(jì)思想11.2設(shè)計(jì)的作用11.3 設(shè)計(jì)的任務(wù)12 所用multisim軟件環(huán)境介紹13 三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)33.1

3、 基本原理33.2 設(shè)計(jì)過(guò)程34序列信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì).64.1 基本原理64.2 設(shè)計(jì)過(guò)程66 100進(jìn)制加法器計(jì)數(shù)器7 6.1 基本原理7 6.2 設(shè)計(jì)過(guò)程75 仿真結(jié)果分析85.1 三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器仿真85.2 序列信號(hào)發(fā)生器（發(fā)生序列100101）的仿真116 設(shè)計(jì)總結(jié)和體會(huì)147 參考文獻(xiàn)141 課程設(shè)計(jì)的目的與作用1.1設(shè)計(jì)目的及設(shè)計(jì)思想 根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)三位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器和序列信號(hào)發(fā)生器，加強(qiáng)對(duì)數(shù)字電子技術(shù)的理解,進(jìn)一步鞏固課堂上學(xué)到的理論知識(shí)。了解計(jì)數(shù)器和序列信號(hào)發(fā)生器的工作原理。 1.2設(shè)計(jì)作用通過(guò)multisim軟件仿真電路可以使我們對(duì)計(jì)數(shù)器和序列信號(hào)發(fā)生器有更深的

4、理解。學(xué)會(huì)分析仿真結(jié)果的正確性，與理論計(jì)算值進(jìn)行比較。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)動(dòng)手，動(dòng)腦的能力。 1.3設(shè)計(jì)任務(wù)1. 設(shè)計(jì)一個(gè)三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，要求無(wú)效狀態(tài)為001,110。2. 設(shè)計(jì)一個(gè)序列信號(hào)發(fā)生器，要求發(fā)生序列100101。2 所用multisim軟件環(huán)境介紹multisim軟件環(huán)境介紹multisim是加拿大iit公司（interrative image technologies ltd）推出的基于windows的電路仿真軟件，由于采用交互式的界面，比較直觀、操作方便，具有豐富的元器件庫(kù)和品種繁多的虛擬儀器，以及強(qiáng)大的分析功能等特點(diǎn)，因而得到了廣泛的引用。針對(duì)不同的用戶，提供了多種版

5、本，例如學(xué)生版、教育版、個(gè)人版、專業(yè)版和超級(jí)專業(yè)版。其中教育版適合高校的教學(xué)使用。multisim 7主界面。啟動(dòng)multisim，就會(huì)看到其主界面，主要是由菜單欄、系統(tǒng)工具欄、設(shè)計(jì)工具欄、元件工具欄、儀器工具欄使用中元件列表、仿真開(kāi)關(guān)、狀態(tài)欄以及電路圖編輯窗口等組成。如下圖2.2.1所示。multisim 7提供了豐富的元器件。這些元器件按照不同的類型和種類分別存放在若干個(gè)分類庫(kù)中。這些元件包括現(xiàn)實(shí)元件和虛擬元件。所謂的現(xiàn)實(shí)元件給出了具體的型號(hào)，它們的模型數(shù)據(jù)根據(jù)該型號(hào)元件參數(shù)的典型值確定。而所謂的虛擬元件沒(méi)有型號(hào)，它的模型參數(shù)是根據(jù)這種元件各種元件各種型號(hào)參數(shù)的典型值，而不是某一種特定型號(hào)

6、的參數(shù)典型值確定。另外，multisim 7元件庫(kù)中還提供一種3d虛擬元件，這種元件以三維的方式顯示，比較形象、直觀.。multisim 7容許用戶根據(jù)自己的需要?jiǎng)?chuàng)建新的元器件，存放在用戶元器件庫(kù)中。路2.2.2圖所示。圖2.1multisim電路編輯窗口multisim 7提供了品種繁多、方便實(shí)用的虛擬儀器。比如數(shù)字萬(wàn)用表、信號(hào)發(fā)生器、示波器等17種虛擬儀器。點(diǎn)擊主界面中儀表欄的相應(yīng)的按鈕即可方便地取用所需的虛擬儀器如圖2.2.3所示。 圖2.2multisim元件庫(kù)圖2.3虛擬儀器3 三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)電路3.1基本原理設(shè)計(jì)一個(gè)三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，要求無(wú)效狀態(tài)為000,11

7、0。000 010 011 100 101 111圖3.1 狀態(tài)圖 排列3.2設(shè)計(jì)過(guò)程1 選擇觸發(fā)器，求時(shí)鐘方程、輸出方程和狀態(tài)方程 a選擇觸發(fā)器 由于jk觸發(fā)器的功能齊全，使用靈活，在這里選用3個(gè)cp下降沿觸發(fā)的邊沿jk觸發(fā)器。 b求時(shí)鐘方程 采用同步方案，故取 (1-1）cp是整個(gè)要設(shè)計(jì)的時(shí)序電路的輸入時(shí)鐘脈沖。 c求狀態(tài)方程 由1-1所示狀態(tài)圖可直接畫出1-2所示電路次態(tài)卡諾圖。再分解開(kāi)便可以得到如圖1-3所示各觸發(fā)器的卡諾圖。 q1nq0n q2n 00 01 11 10010100011101111000 圖3.2次態(tài)卡諾圖q1nq0n q2n 00 01 11 10010110 a

8、的卡諾圖 q1nq0n q2n 00 01 11 10101010 b的卡諾圖q1nq0n q2n 00 01 11 10001110 c的卡諾圖 圖3.3各觸發(fā)器次態(tài)的卡諾圖顯然，由圖2-3所示各卡諾圖便可以很容易的得到 （2-2）2 求驅(qū)動(dòng)方程jk觸發(fā)器的特性方程為 （2-3）a 變換狀態(tài)方程，使之與式（2-3）的形式一致 (2-4)b 比較特性方程求驅(qū)動(dòng)方程 (2-5)3 畫邏輯電路圖根據(jù)所選用的觸發(fā)器和時(shí)鐘方程，輸出方程，驅(qū)動(dòng)方程，便可以畫出如圖2-4所示的邏輯電路圖。圖3.4三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器邏輯電路圖4 檢查電路能否自啟動(dòng) , ，可見(jiàn)在cp操作下都能回到有效狀態(tài)，電路能夠自啟

9、動(dòng)。4序列信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)（發(fā)生序列100101）4.1基本原理序列信號(hào)發(fā)生器是能夠依據(jù)時(shí)鐘脈沖信號(hào)輸出規(guī)定序列代碼的一種時(shí)序電路。序列信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方法同序列檢測(cè)器，只是不存在輸入信號(hào)x。4.2設(shè)計(jì)過(guò)程序列發(fā)生器（發(fā)生序列100101）的特性表y0001010 00110100110101111 圖4.1發(fā)生器特性表輸出方程設(shè)計(jì)電路圖根據(jù)上題設(shè)計(jì)的三位二進(jìn)制加法器，用來(lái)設(shè)計(jì)這個(gè)序列中的六個(gè)不同的數(shù)值，這樣可以很容易的觀察這個(gè)序列的變化。圖4.2序列信號(hào)發(fā)生器邏輯圖5 100進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 5.1 基本原理 74161是一個(gè)具有異步清零、同步置數(shù)、可保持狀態(tài)不變的4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器。

10、5.2 設(shè)計(jì)過(guò)程用74161芯片設(shè)計(jì)100進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，采用異步清零方式，應(yīng)選擇狀態(tài)進(jìn)行譯碼，所以；畫電路連接圖 圖5.1 100進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器6 仿真結(jié)果分析6.1三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器仿真在multisim 10上開(kāi)始對(duì)三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器仿真，結(jié)果如圖6.1所示。 （1）狀態(tài)000 （2）狀態(tài)010 （3）狀態(tài)011 （4）狀態(tài)100 （5）狀態(tài)101 (6)狀態(tài)111圖6.1三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器仿真6.2序列信號(hào)發(fā)生器（發(fā)生序列100101）的仿真在multisim 10上開(kāi)始對(duì)序列信號(hào)發(fā)生器（發(fā)生序列100101）的仿真，結(jié)果如圖6.2所示（1） 發(fā)生1（2）發(fā)生0 （3）發(fā)生0（1） 發(fā)生1（2） 發(fā)生0（3） 發(fā)生1圖6.2序列信號(hào)發(fā)生器（發(fā)生序列100101）的仿真7設(shè)計(jì)總結(jié)和體會(huì)通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)數(shù)字電子線路方面的知識(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中雖然遇到了一些問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)一次又一