实验六同步计数器设计.docVIP

实验六 同步计数器设计 一、实验目的和要求? 熟悉JK触发器的逻辑功能，?掌握用JK触发器设计同步计数器。 二、实验仪器及器材 实验仪器或器材 数目 数电实验箱 1 万用表 1 示波器 1 74LS73 2 74LS00 1 74LS08 2 74LS20 1 三、实验预习? 复习时序逻辑电路设计方法。? ⑴?逻辑抽象，得出电路的状态转换图或状态转换表? ①?分析给定的逻辑问题，确定输入变量、输出变量以及电路的状态数。通常都是取原因（或条件）作为输入逻辑变量，取结果作输出逻辑变量。? ②?定义输入、输出逻辑状态和每个电路状态的含意，并将电路状态顺序编号。? ③?按照题意列出电路的状态转换表或画出电路的状态转换图。?通过以上步骤将给定的逻辑问题抽象成时序逻辑函数。? ⑵?状态化简? ①?等价状态：在相同的输入下有相同的输出，并且转换到同一次态的两个 状态。? ②?合并等价状态，使电路的状态数最少。? ⑶?状态分配? ①?确定触发器的数目n。因为n个触发器共有2n种状态组合，所以为获得时序电路所需的M个状态，必须取?2n-1＜M≤2n ??? ②?给每个电路状态规定对应的触发器状态组合。? ⑷?选定触发器类型，求出电路的状态方程、驱动方程和输出方程? ①?根据器件的供应情况与系统中触发器种类尽量少的原则谨慎选择使用的触发器类型。? ②?根据状态转换图（或状态转换表）和选定的状态编码、触发器的类型，即可写出电路的状态方程、驱动方程和输出方程。?⑸?根据得到的方程式画出逻辑图? ⑹?检查设计的电路能否自启动? ①?电路开始工作时通过预置数将电路设置成有效状态的一种。?②?通过修改逻辑设计加以解决。 ⑺?设计步骤简图 四、实验原理 1．计数器的工作原理 递增计数器----每来一个CP，触发器的组成状态按二进制代码规律增加。 递减计数器-----按二进制代码规律减少。 双向计数器-----可增可减，由控制端来决定。 2．集成J-K触发器74LS73 ⑴ 符号：见图1 CP J K Qn Qn+1 功能 ↓ 0 0 0 1 保持 ↓ 0 0 1 0 保持 ↓ 0 1 0 0 清零 ↓ 0 1 1 0 清零 ↓ 1 0 0 1 置位 ↓ 1 0 1 1 置位 ↓ 1 1 0 1 翻转 ↓ 1 1 1 0 翻转 表1 J-K触发器功能表 图1 J-K触发器符号 ⑵ 功能：见表1 ⑶ 状态转换图： ⑷ 特性方程： ⑸ 注意事项： ① 在J-K触发器中，凡是要求接“1”的，一定要接高电平（例如5V），否则会出现错误的翻转。 ②触发器的两个输出负载不能过分悬殊，否则会出现误翻。 ③J-K触发器的清零输入端在工作时一定要接高电平或连接到实验箱的清零端子 五、实验内容 1．用J-K触发器和门电路设计一个特殊的12进制计数器，其十进制的状态转换图为： 共有12个状态，所以需要4个J-K触发器,有Q0,Q1,Q2,Q3四个位 根据触发器的转换表可得转换情况下各个JK的数值要求 Q2 CLK Q3 Q2 Q1 Q0 J0 K0 J1 K1 J2 K2 J3 K3 1 0 0 0 1 X 1 1 X 0 X 0 X 2 0 0 1 0 1 X X 0 0 X 0 X 3 0 0 1 1 X 1 X 1 1 X 0 X 4 0 1 0 0 1 X 0 X X 0 0 X 5 0 1 0 1 X 1 1 X X 0 0 X 6 0 1 1 0 1 X X 0 X 0 0 X 7 0 1 1 1 X 1 X 1 X 1 1 X 8 1 0 0 0 1 X 0 X 0 X X 0 9 1 0 0 1 X 1 1 X 0 X X 0 10 1 0 1 0 1 X X 0 0 X X 0 11 1 0 1 1 X 1 X 1 1 X X 0 12 1 1 0 0 1 X 0 X X 1 X 1 分别对J0 K0 J1 K1 J2 K2 J3 K3列出卡诺图 对J0画出卡诺图 可得 J0=1 Q1Q0 Q3Q2 00 01 11 10 00 X X X 1 01 1 X X 1 11 1 X X X 10 1 X X 1 对K0画出卡诺图 可得K0=1 Q1Q0 Q3Q2 00 01 11 10 00 X 1 1 X 01 X 1 1 X 11 X X X X 10 X 1 1 X 对J1画卡诺图 可得 J1=Q0 Q1Q0 Q3Q2 00 01 11