文档介绍：一、实验目的
掌握RS触发器、集成D、JK触发器特性及其检测方法;
掌握同步时序逻辑电路的分析、设计方法;
掌握时序逻辑电路的测试方法。
二、实验原理
基本RS触发器
与非型直接RS触发器由两个与非门交叉耦合而成,是最简单的触发器。特性方程如下。
维阻D触发器
维阻D触发器输入端有Rd’,Sd’,Cp,D,输出端为Qn+1。在cp无上升沿到达时,Qn+1=Rd’,当Cp的上升沿到达时Qn+1=Dn。
主从JK触发器
主从JK触发器输入端有Rd’,Sd’,Cp,J,K,输出端为Qn+1。在cp无下降沿到达时,Qn+1=Rd’,当Cp的下降沿到达时。
Moore型时序逻辑电路的分析方法
根据电路图(逻辑图)搭接电路。根据电路要求输入对应的时钟信号,求出电路的状态转换图或时序图,从中分析出电路的功能。
Moore型同步时序逻辑电路的设计方法
分析题意,求出状态转换图;
状态化简:将电路中的等效状态合并为一个状态;
重新确定电路状态数N,并求出触发器数:;
选择触发器类型();
列出状态转换表,求状态方程、驱动方程;
画时序电路图;
时序状态检验,应进行自启动检验,以免电路进入无效状态而不能自启动;
功能仿真,时序仿真。
同步时序逻辑电路设计举例
设计421模5加法计数器
(1)状态转化图:
(2)状态转换表:
Y
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
1
1
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0
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
其他
×
×
×
×
(3)利用卡诺图得到状态方程为
(4)确定触发器的类型及个数,根据所选择的触发器求出驱动方程,并画出逻辑图
三、实验仪器
直流稳压电源 1台
任意波信号发生器 1台
数字万用表 1台
电子技术综合实验箱 1台
数字示波器 1台
四、实验要求
自拟实验步骤,验证与非型直接RS触发器、D触发器、JK触发器逻辑功能;
验证同步模5(421码)加法计数器(采用D触发器设计)
画出逻辑图,标出所用芯片管脚,在试验箱上完成电路搭接;
自拟实验步骤,采用单脉冲验证设计重要性,求出电路时序图,完整状态转换图;
3. 设计同步模5(421码)加法计数器(采用JK触发器设计)
(1)画出设计逻辑图,标出所用芯片管脚,在试验箱上完成电路搭接;
(2)自拟实验步骤,采用单脉冲验证正确性,求出电路时序表,完整状态转换图;
(3)将cp改接TTL信号(f=10KHz),用双踪示波器观察并记录cp,Q1 ,Q2 ,Q3 波形。
五、仿真过程
(一)采用D触发器设计421加法计数器
1、由状态方程求出驱动方程
2、画出状态逻辑图并进行仿真,如图所示:
对于未定义状态: .该电路能自启动,符合要求。
3、D触发器所得仿真波形如图所示
(二)采用JK触发器设计421加法计数器
1、由状态转换方程得到驱动方程为
2、画出逻辑电路图并进行仿真,如图所示:
3、所得的仿真波形如图所示
六、实际操作过程
(一)采用D触发器设计421加法计数器
1、在将芯片插入实验箱中时,确保插好管脚;
2、插入芯片后先用红线接电源,黑线接地;