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东南大学数字电路实验报告(五)东南大学电工电子实验中心实 验 报 告课程名称： 数字逻辑电路实验 第 五 次实验实验名称： 时序逻辑电路设计 院 （系）： 电气工程 专 业：电气工程及自动化 姓 名： 学 号： 实 验 室: 104 实验时间：2013年12月13日 评定成绩： 审阅教师： 一、 实验目的1. 掌握时序逻辑电路的一般设计过程；2. 掌握时序逻辑电路的时延分析方法，了解时序电路对时钟信号相关参数的基本要求；3. 掌握时序逻辑电路的基本调试方法；4. 熟练使用示波器和逻辑分析仪观察波形图，并会使用逻辑分析仪做状态分析。二、 实验原理1. 时序逻辑电路的特点（与组合电路的区别）：具有记忆功能，任一时刻的输出信号不仅取决于当时的输出信号，而且还取决于电路原来的值，或者说还与以前的输入有关。2. 时序逻辑电路的基本单元触发器（本实验中只用到D触发器）触发器实现状态机（流水灯中用到）3. 时序电路中的时钟1) 同步和异步（一般都是同步，但实现一些任意模的计数器时要异步控制时钟端）2) 时钟产生电路（电容的充放电）：在内容3中的32768Hz的方波信号需要自己通过电路产生，就是用到此原理。4. 常用时序功能块1) 计数器（74161）a) 任意进制的同步计数器：异步清零；同步置零；同步置数；级联b) 序列发生器通过与组合逻辑电路配合实现（计数器不必考虑自启动）2) 移位寄存器（74194）a) 计数器（一定注意能否自启动）b) 序列发生器（还是要注意分析能否自启动）三、 实验内容1. 广告流水灯a. 实验要求用触发器、组合函数器件和门电路设计一个广告流水灯，该流水等由8个LED组成，工作时始终为1暗7亮，且这一个暗灯循环右移。 写出设计过程，画出设计的逻辑电路图，按图搭接电路。 将单脉冲加到系统时钟端，静态验证实验电路。 将TTL连续脉冲信号加到系统时钟端，用示波器和逻辑分析仪观察并记录时钟脉冲CLK、触发器的输出端Q2、Q1、Q0和8个LED上的波形。b 实验数据 设计电路。1） 问题分析流水灯的1暗7亮对应8个状态，故可采用3个触发器实现；而且题目要求输出8个信号控制8个灯的亮暗，故可以把3个触发器的输出加到3-8译码器的控制端，对应的8个译码器输出端信号控制8个灯的亮暗。2） 状态转化图如下：卡诺图如下：Q1Q0Q2 0001111000010101000111101110000111电路图如下：经实验论证，可实现功能。逻辑分析如下：2. 序列发生器实验要求用触发器设计一个具有自启动功能的01011序列发生器。1) 写出设计过程，画出设计的逻辑电路图。AnBnCnDnAn+1B n+1C n+1D n+10101101110110110011011011101101010100101用Multisim进行化简处理，得：An+1=Bn；Bn+1=Cn；Cn+1=Dn Dn+1=An+Dn=（An+Dn）电路设计如下：波形图如下： 0101 1 0 1 0 1 13. 智力竞赛抢答器设计图如下：经实验论证，可实现所有功能。逻辑图如下表：S1S2S3CLed1Led2Led30000000XXX1000100010001000100010001-+