目錄緒論 4一.計(jì)數(shù)器 4二.串行序列信號(hào)的檢測(cè) 5課題一 61 脈沖序列發(fā)生器（脈沖為 01011010）. 61.1 課程設(shè)計(jì)的目的： 61.2 設(shè)計(jì)過程： 6課題二 102十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 102.1 課程設(shè)計(jì)的目的： 102.2 設(shè)計(jì)過程 10總結(jié) 15參考文獻(xiàn) 151緒論一.計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器是用來累計(jì)時(shí)鐘脈沖（ CP脈沖）個(gè)數(shù)的時(shí)序邏輯部件。它是數(shù)字系統(tǒng)中用途最廣泛的基本部件之一， 幾乎在各種數(shù)字系統(tǒng)中都有計(jì)數(shù)器。 它不僅可以計(jì)數(shù)，還可以對(duì) CP脈沖分頻，以及構(gòu)成時(shí)間分配器或時(shí)序發(fā)生器，對(duì)數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行定時(shí)、程序控制操作。此外，還能用它執(zhí)行數(shù)字運(yùn)算。1、計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：在數(shù)字電路中，把記憶輸入 CP脈沖個(gè)數(shù)的操作叫做計(jì)數(shù)，能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)狀態(tài)的電子電路稱為計(jì)數(shù)器。特點(diǎn)為 :（1）該電路一般為Moore型電路，輸入端只有CP信號(hào)。（2）從電路組成看，其主要組成單元是時(shí)鐘觸發(fā)器。2、計(jì)數(shù)器分類按CP脈沖輸入方式，計(jì)數(shù)器分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器兩種。同步計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)脈沖引到所有觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖輸入端，使應(yīng)翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器在外接的CP脈沖作用下同時(shí)翻轉(zhuǎn)。異步計(jì)數(shù)器:計(jì)數(shù)脈沖并不引到所有觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖輸入端，有的觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖輸入端是其它觸發(fā)器的輸出，因此，觸發(fā)器不是同時(shí)動(dòng)作。按計(jì)數(shù)增減趨勢(shì)，計(jì)數(shù)器分為加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器三種。加法計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)器在CP脈沖作用下進(jìn)行累加計(jì)數(shù)（每來一個(gè)CP脈沖，計(jì)數(shù)器加1）。按數(shù)制分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器兩類。二進(jìn)制計(jì)數(shù)器：按二進(jìn)制規(guī)律計(jì)數(shù)。最常用的有四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)范圍從0000到1111。異步加法的缺點(diǎn)是運(yùn)算速度慢，但是其電路比較簡(jiǎn)單，因此對(duì)運(yùn)算速度要求不高的設(shè)備中，仍不失為一種可取的全加器。同步加法優(yōu)點(diǎn)是速度快，雖然只比異步加法快千分之一甚至幾千分之一秒，但對(duì)于計(jì)數(shù)器來講，卻是十分重要的。2所以，在這個(gè)高科技現(xiàn)代社會(huì)中，同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器應(yīng)用十分廣泛。二.串行序列信號(hào)的檢測(cè)序列信號(hào)是指在同步脈沖作用下循環(huán)地產(chǎn)生一串周期性的二進(jìn)制信號(hào) . 序列檢測(cè)器可用于檢測(cè)一組或多組由二進(jìn)制碼組成的脈沖序列信號(hào)， 當(dāng)序列檢測(cè)器連續(xù)收到一組串行二進(jìn)制碼后， 如果這組碼與檢測(cè)器中預(yù)先設(shè)置的相同， 則輸出1，否則輸出0。由于這種檢測(cè)的關(guān)鍵在于正確碼的收到必須是連續(xù)的，這就要求檢測(cè)器必須記住前一次的正確碼及正確序列， 直到在連續(xù)的檢測(cè)中所收到的每一位碼與預(yù)置數(shù)的對(duì)應(yīng)碼相同。設(shè)計(jì)中一般采用狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn)。信號(hào)發(fā)生器又稱信號(hào)源或振蕩器，它是指產(chǎn)生所需參數(shù)的電測(cè)試信號(hào)的儀器。在生產(chǎn)實(shí)踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。 按信號(hào)波形可分為正弦信號(hào)、 函數(shù)（波形）信號(hào)、脈沖信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器等四大類。各種波形曲線均可以用三角函數(shù)方程式來表示。常見的有函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同,它可分為反饋移位型和計(jì)數(shù)型兩種 .1、移位型序列信號(hào)發(fā)生器信號(hào)發(fā)生器又稱信號(hào)源或振蕩器，它是指產(chǎn)生所需參數(shù)的電測(cè)試信號(hào)的儀器。在生產(chǎn)實(shí)踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。 按信號(hào)波形可分為正弦信號(hào)、 函數(shù)（波形）信號(hào)、脈沖信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器等四大類。各種波形曲線均可以用三角函數(shù)方程式來表示。常見的有函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。移位型序列信號(hào)發(fā)生器是由移位寄存器和組合電路兩部分構(gòu)成， 組合電路的輸出，作為移位寄存器的串行輸入。由n位移位寄存器構(gòu)成的序列信號(hào)發(fā)生器所產(chǎn)生的序列信號(hào)的最大長(zhǎng)度為： P=2n2、計(jì)數(shù)型序列信號(hào)發(fā)生器計(jì)數(shù)型序列信號(hào)發(fā)生器能產(chǎn)生多組序列信號(hào) ,這是移位型發(fā)生器所沒有的功能.計(jì)數(shù)型序列信號(hào)發(fā)生器是由計(jì)數(shù)器組成 .3課題一 設(shè)計(jì)一周期性輸出 01011010的脈沖序列1.1 課程設(shè)計(jì)的目的：1、了解同步計(jì)數(shù)器的工作原理和邏輯功能。2、掌握計(jì)數(shù)器電路的分析、設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用。3、熟悉設(shè)計(jì)過程和邊沿 JK觸發(fā)器原理。1.2 設(shè)計(jì)過程（1）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖/0/1/0000001010011/0/1111110101100/1/0/1圖1.1.101011010 脈沖序列的狀態(tài)圖排列：Qn2Qn1Qn0（2）選擇觸發(fā)器，求時(shí)鐘方程，輸出方程和狀態(tài)方程選擇觸發(fā)器選用3個(gè)時(shí)鐘下降沿觸發(fā)的邊沿 JK觸發(fā)器求時(shí)鐘方程CP0CP1CP2CP(1.2.1)求輸出方程由圖1.1.2 所示即可求出輸出方程Y Qn2Qn0 Qn2Qn0 Qn2 Qn0 (1.2.2)4Q nQ n Qn201

00 01 11 1001101001圖1.1.2 脈沖序列輸出的卡諾圖求狀態(tài)方程根據(jù)圖1.1.1所示狀態(tài)圖的規(guī)定，可畫出如圖 1.1.3所示的計(jì)數(shù)器次態(tài)卡諾圖。Q2Q1Q000011110nnn00010101000111101110000111圖1.1.3 脈沖序列次態(tài)卡諾圖把圖1.1.3 所示卡諾圖分解開，便可得到如圖1.1.4 所示各個(gè)觸發(fā)器次態(tài)卡諾圖Q2nQ1nQ0n00011110000101 1 1 0 1(a)Qn21的卡諾圖5QnQnQn21001

0001111001010101(b)Qn11的卡諾圖QnQnQn21001

0001111010011001Qn01的卡諾圖圖1.1.4各個(gè)觸發(fā)器次態(tài)的卡諾圖Qn01Q0nQn11Q1nQ0nQ1nQ0n(1.2.3)Qn21Q2nQ1nQ0nQn2Q1nQ2nQ0n3）求驅(qū)動(dòng)方程JK觸發(fā)器的特性方程為Qn1 JQn KQn （1.2.4）比較式（1.2.3）、（1.2.4），即可得下列驅(qū)動(dòng)方程：J0K01J1K1Q0n（1.2.5）J2K2Q1nQ0n（4）畫邏輯電路圖6根據(jù)選用的觸發(fā)器和時(shí)鐘方程式（1.2.1）、輸出方程式（1.2.2）及驅(qū)動(dòng)方程（1.2.5），即可畫出如圖1.1.5所示的邏輯電路圖圖1.1.5 輸出脈沖序列邏輯電路圖7課題二 設(shè)計(jì)十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器2.1 課程設(shè)計(jì)的目的：1、了解同步計(jì)數(shù)器的工作原理和邏輯功能。2、掌握計(jì)數(shù)器電路的分析、設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用。3、熟悉設(shè)計(jì)過程和邊沿 JK觸發(fā)器原理。2.2 設(shè)計(jì)過程（1）結(jié)構(gòu)示意框圖和狀態(tài)圖結(jié)構(gòu)示意框圖圖2.2.1（a）所示是十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)示意框圖，CP是輸入加法計(jì)數(shù)脈沖，C是送給高位的輸出進(jìn)位信號(hào)，當(dāng)CP到來時(shí)要求電路進(jìn)行加法計(jì)數(shù)。十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器CP C輸入加法計(jì)數(shù)脈沖 輸出進(jìn)位信號(hào)（a）/0/0/0/00000→0001→0010→0011→0100/1/01001←1000←0111←0110←0101/0/0/0/0排列：Qn3Qn2Qn1Qn0圖2.1.1 十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器（a）結(jié)構(gòu)示意框圖 (b) 狀態(tài)圖狀態(tài)圖根據(jù)題意可以列出如圖 2.1.1（b）所示的狀態(tài)圖。它準(zhǔn)確地表達(dá)了當(dāng) CP不斷到8來時(shí)，進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)。（2）選擇觸發(fā)器，求時(shí)鐘方程、輸出方程和狀態(tài)方程選擇觸發(fā)器選用4個(gè)時(shí)鐘脈沖下降沿觸發(fā)的 JK觸發(fā)器，并用FF0、FF1、FF2、FF3表示。求時(shí)鐘方程因要用同步電路，故時(shí)鐘方程應(yīng)為CP0CP1CP2CP3CP(2.2.1)求輸出方程根據(jù)圖2.2.1（b）所示狀態(tài)圖的規(guī)定，可畫出如圖2.2.2所示的C的卡諾圖。注意，無效狀態(tài)對(duì)應(yīng)的最小項(xiàng)可當(dāng)成約束項(xiàng)，即1010~1111可作為約束項(xiàng)對(duì)待。由圖2.2.2所示卡諾圖可直接得到CQ3nQ0n（2.2.2）0001111000000001000011××××1001××圖2.1.2 輸出進(jìn)位信號(hào) C的卡諾圖求狀態(tài)方程先根據(jù)圖2.1.3 所示狀態(tài)圖的規(guī)定，畫出計(jì)數(shù)器次態(tài)Qn3Qn2Qn1Qn0的卡諾圖，如圖2.1.2所示。在分解開畫出每一個(gè)觸發(fā)器次態(tài)的卡諾圖，如圖 2.1.3所示。0001111000000100100100001101010101101000011111××××××××××××××××1010010000××××××××9圖2.1.3 十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器次態(tài) Qn31Qn21Qn11Qn01的卡諾圖0001111000000001001011××××1010××(a)0001111000001001110111××××1000××(b)0001111000010101010111××××1000××(c)100001111000100101100111××××1010××(d)圖2.1.4 十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器各觸發(fā)器次態(tài)的卡諾圖(a)Qn31的卡諾圖(b)Qn21的卡諾圖(c)Qn11的卡諾圖(d)Qn01的卡諾圖由圖2.1.4所示各卡諾圖，可得下列狀態(tài)方程：Qn01Q0nQn11Q3nQ1nQ0nQ1nQ0nQn21Q2nQ1nQ0nQ2nQ1nQ2nQ0n（2.2.3）Qn31Q2nQ1nQ0nQ3nQ0n3）求驅(qū)動(dòng)方程JK觸發(fā)器的特性方程為Qn1 JQn KQn （2.2.4）寫驅(qū)動(dòng)方程比較（2.2.3）、（2.2.4），由圖2.1.4 所示的卡諾圖即可寫出驅(qū)動(dòng)方程J0K01JQ3nQ0nK1Q0nJ2K2Q1nQ0n（2.2.5）J3Q2nQ1nQ0nK3Q0n4）畫邏輯電路圖11圖2.1.4所示就是根據(jù)選擇的觸發(fā)器和時(shí)鐘方程式（2.2.1）、輸出方程式（2.2.2）及驅(qū)動(dòng)方程式（2.2.5）畫出的十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器的邏輯電路圖。12圖2.1.5 十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器的邏輯電路圖（5）檢查電路能否自啟動(dòng)將無效狀態(tài)1010--1111分別代入式（2.2.2）、（2.2.3）進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如下：/0/0/0/0111111100101110111000011/0/0101110100101可見，在CP操作下都能回到有效狀態(tài)，電路能夠自啟動(dòng)?？偨Y(jié)通過本次數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)，我受益匪淺。不僅鞏固我們已學(xué)的數(shù)字電子技術(shù)的理論知識(shí)，提高我們電子電路的設(shè)計(jì)水品， 而且加強(qiáng)我們綜合分析問題和解決問題的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)我們的實(shí)驗(yàn)技能和動(dòng)手能力， 啟發(fā)我們創(chuàng)新意識(shí)及創(chuàng)新思維。經(jīng)過了一段時(shí)間的努力我終于完成了，從芯片的選擇，再到設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)過程中我學(xué)習(xí)到了很多在課本上不能學(xué)習(xí)到的知識(shí)， 對(duì)一個(gè)產(chǎn)品也有了一個(gè)新