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时间:2019-05-27
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1、HarbinInstituteofTechnology数字逻辑电路与系统课程名称:数字逻辑电路与系统院系:电子与信息工程学院班级:哈尔滨工业大学2014年11月实验二时序逻辑电路的设计与仿真3.1实验要求本实验练习在MaxplusII环境下时序逻辑电路的设计与仿真,共包括6个子实验,要求如下:3.2同步计数器实验3.2.1实验目的1.练习使用计数器设计简单的时序电路2.熟悉用MAXPLUSII仿真时序电路的方法3.2.2实验预习要求1.预习教材《6-3计数器》2.了解本次实验的目的、电路设计要求3.2.3实验原理计数器是最基本、最常用的时序逻辑电路之
2、一,有很多品种。按计数后的输出数码来分,有二进制及BCD码等区别;按计数操作是否有公共外时钟控制来分,可分为异步及同步两类;此外,还有计数器的初始状态可否预置,计数长度(模)可否改变,以及可否双向等区别。本实验用集成同步4位二进制加法计数器74LS161设计N分频电路,使输出信号CPO的频率为输入时钟信号CP频率的1/N,其中N=(01mod+8=9。9分频电路。下表为74LS161的功能表。3.2.4实验步骤1.打开MAXPLUSII,新建一个原理图文件,命名为EXP3_2.gdf。2.按照实验要求设计电路,将电路原理图填入下表。9分频电路。3.新
3、建一个波形仿真文件,命名为EXP3_2.scf,加入时钟输入信号CP及输出信号CPO,并点击MAXPLUSII左侧工具条上的时钟按钮,将CP的波形设置为周期性方波。4.运行仿真器得到输出信号CPO的波形,将完整的仿真波形图(包括全部输入输出信号)附于下表。3.3时序电路分析实验3.3.1实验目的练习用MAXPLUSII进行时序逻辑电路的分析。3.3.2实验预习要求1.预习教材《6-3-1异步二进制计数器》2.了解本次实验的目的、电路分析要求3.3.3实验原理分析如下时序电路的功能,并判断给出的波形图是否正确。3.3.4实验步骤1.打开MAXPLUSI
4、I,新建一个原理图文件,命名为EXP3_3.gdf。2.将给出的电路图输入MAXPLUSII的原理图中,其中JK触发器在MAXPLUSII中的符号位JKFF。3.新建一个波形仿真文件,命名为EXP3_3.scf,加入所有输入输出信号,并按照给出的波形图绘制输入信号CP、RD的波形。4.运行仿真器得到输出信号012Q,Q,Q的波形,将完整的仿真波形图(包括全部输入输出信号)附于下表。5.对比实验原理中给出的波形与MAXPLUSII仿真得出的波形,指出两者的异同,并分析原因。分析原因:计数器由4(100)状态跳变为5(101),由于5过程很短,立刻跳变为
5、0(000)状态,Q0输出端由1跳变为0,是Q1由0跳变为1,成为2(010)状态,形成2,3,4模3分频器。3(011)变为4(100),3个输出同时翻转产生较大延迟,出现图中现象。3.4移位寄存器实验3.4.1实验目的练习使用移位寄存器设计简单的时序电路。3.4.2实验预习要求1.预习教材《6-4移位寄存器》2.了解本次实验的目的、电路设计要求3.4.3实验原理数据的移位寄存是一种常见的算数和逻辑动作,例如在进行算数的乘法或除法过程中,就需要将部分积进行先移位,再相加或相减的操作。移位寄存器从结构上看,是将若干个触发器级联起来,按数据输入方式来分
6、,有串行和并行两种,而移位方向则有左移和右移之区别,同时数据输出也有并出和串出之分。请用4位双向通用移存器74LS194设计一个序列检测器,功能为:在时钟CP的驱动下,数据输入端D每个时钟周期输入1bit二进制数,形成一个二进制序列,当序列中出现’1011’时,输出端F输出一个时钟周期的高电平,否则为低电平。3.4.4实验步骤1.打开MAXPLUSII,新建一个原理图文件,命名为EXP3_4.gdf。2.按照实验要求设计电路,将电路原理图填入下表。3.建一个波形仿真文件,命名为EXP3_4.scf,加入所有输入输出信号,并绘‐31‐制输入信号CP、D
7、的波形。4.运行仿真器得到输出信号F的波形,将完整的仿真波形图(包括全部输入输出信号)附于下表。3.5.2实验预习要求1.预习教材《第五章触发器》2.了解本次实验的目的、电路设计要求3.5.3实验原理设计一个如下图所示的抢答器。其中A、B、C为三个抢答按键,ST为起始信号,X、Y、Z分别为A、B、C对应的输出。在ST的一个负脉冲后,ABC中最先按下(由’0’变为’1’)的按键对应的输出端变为有效(由’0’变为’1’),其它输出端不变。3.5.4实验步骤1.打开MAXPLUSII,新建一个原理图文件,命名为EXP3_5.gdf。2.按照实验要求设计电路
8、,将电路原理图填入下表。3.新建一个波形仿真文件,命名为EXP3_5.scf,加入所有输入输出信号,并绘制输
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