数字电路课程设计

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1、目录1课程设计的目的与作用12设计任务，及所用multisim软件环境介绍22.1任务设计32.2multisim软件环境介绍33电路设计方案43.1加法器电路设计方案44串行序列检测器（检测序列：1100）64.1序列检测器电路设计方案64.2序列发生器（仿真）结果分析85设计总结和体会106参考文献111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、验证正是理论的正确性。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。4.掌握MULTISIM软件的应用，能够理解软件中图形的意义

2、及不同。2设计任务、及所用multisim软件环境介绍2.1设计任务2.1.1在multisim中建立三位二进制减法计数器2.1.2在multisim中建立串行序列检测器2.2Multisim软件环境介绍Multisim是加拿大图像交互技术公司（InteractiveImageTechnoligics简称IIT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。它的前身是虚拟电子工作台。大家可以使用Multisim交互式地搭建电路原理

3、图，并对电路行为进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样大家无需懂得深入的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。软件以图形软件为主，界面由菜单栏，工具栏等构成，通过对各个部分的操作可以电路图的输入输出等对电路进行相应的观测和分析。界面很接近Windows界面，非常的人性化，很适合也很方便我们学习和应用。3.设计的总体框图3.13位二进制

4、同步减法计数器3.1.1原理下图为3位二进制同步减法计数器示意框图3位二进制同步减法计数器图13位二进制同步减法计数器示意框图3.1.2设计过程三位二进制减法计数器，无效态为：000，101①根据题意画出计数器的状态图111→110→100001←010←011图2状态图②选择触发器，求时钟方程，画出卡诺图。a.触发器：JK边沿触发器3个b.时钟方程：由于是同步计数器，故CP0=CP1=CP2=CP3=CPC.卡诺图如下：XXX111010001011XXX1101000001111001图3次态卡诺图三位二进制同步减法计数器次态和输出卡诺图次态

5、卡诺图00011110X1000X1101图4卡诺图次态卡诺图00011110X1101X1001图5卡诺图次态卡诺图00011110X1011X0001图6卡诺图③根据卡诺图写出状态方程，输出方程状态方程：④求驱动方程：JK触发器特性方程为：由此可得出驱动方程为：⑤检查电路能否自启动：将无效态（000，101）带入状态方程，输出方程进行计算结果均为有效态故能自启动，次态图为：图7加法器次态图3.2序列检测器下图为序列信号发生器的设计总体框图图8序列检测器设计图序列检测器设计过程1，检测序列为1100，画出状态图如下图9序列检测器状态图2，选择触

6、发器，求时钟方程：触发器：两个JK触发器时钟方程：3,求输出方程和状态方程：下图为序列检测器次态和输出卡诺图：X00011110000000110110001001图10次态图X000111100001010101图11的卡诺图X000111100001100001图12的卡诺图③输出Y的状态方程X000111100010000001图13Y的状态方程根据卡诺图写出状态方程、输出方程：状态方程：输出方程：4求驱动方程：JK触发器特性方程为：由此可以得出驱动方程：4设计的逻辑电路图4.13位二进制减法计数器图163位二进制减法计数器电路图4.2序列

7、检测器图17序列检测器电路图5设计芯片原理图上图为JK边沿触发器（下降沿）的引脚标号图，脉冲信号从图中1CLK和2CLK输入，PR、CLR分别为异步清零端和异步置数端。即当PR端输入高电平而CLR端输入低电平时，Q的次态被异步置为0；当PR端输入低电平而CLR端输入高电平时，Q的次态被异步置为1。其输出特性为，则J=1，K=0时，输出Q的次态被同步置1；J=0，K=1时，输出Q的次态被同步置为0；J=0。,K=0时，Q的次态和现态一致，保持状态；时，Q的次态和现态状态相反，翻转。图19与非门图20与门6实验结论经过本次课程设计，是我对课本上的知识

8、有了更加深入的了解，而且还提升了我的动手实践能力，让我对知识的掌握有了一个质的飞跃。在接电路图的过程中稍有不慎就会出现错误，这使我必须的