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1、 学院: 数据科学与计算机学院 专业：软件工程 姓名: * 学号：*日期： 2018 年 6月 5日 实验内容：计数器的设计预习报告 4、异步触发器：存在触发器逐级延迟问题。同步计数器：各级触发器输出相差小，译码时能避免出现尖峰，但是电路实现较复杂。二、预习报告内容1 使用JK触发器设计一个16进制异步加法计数器，并用逻辑分析仪观察并记录CP和每一位的输出波形。1） 真值表：Q3Q2Q1Q000000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011112） 选用JK触发器，控制函数：J0=K0=1J1=K1=1J2=K2=1J3
2、=K3=1 CLK由前一个触发器的输出连接（B0连接外部CLK）3） proteus仿真从左到右依次为Q0Q1Q2Q34） 波形图A0为外部CLK，A1-A4分别为Q0Q1Q2Q3，成功实现。内容2使用JK触发器设计一个16进制同步加法计数器，并用逻辑分析仪观察并记录CP和每一位的输出波形。1） 真值表同内容1.2） 控制函数：J0=K0=1J1=K1=Q0J2=K2=Q0Q1J3=K3=Q0Q1Q2所有触发器CLK为同一个3） Proteus仿真4） 波形图A0为CLK，A1-A4分别为Q0Q1Q2Q3内容3 使用JK触发器和门电路设计实现一个二进制四位计数器模仿74LS194功能（详见实验
3、七 表二）。要求在实验箱上设计实现左移或右移功能；在proteus软件上实现置零，保持，左移，右移，并行送数功能。1） 功能表2） 逻辑表达式保持：QN+1 = QN右移：Q3N+1 = Q0 , Q2N+1 = Q3 , Q1N+1 = Q2 , Q0N+1 = Q2 左移：Q3N+1 = Q2 , Q2N+1 = Q1 , Q1N+1 = Q0 , Q0N+1 = Q3 并行送数：Q3N+1 = A , Q2N+1 = B , Q3N+1 = C , Q3N+1 = D注意：由于用到了数据选择器，右边的Qn为数据选择器的输出而不是JK触发器的输出 3） Proteus仿真由于布局的原因，开
4、关为00为并行送数，01为保持，10为左移，11为右移A） 并行送数控制函数为：Jn = Dn , Kn = Dn（D = A、B、C、D）Proteus电路图：A、B、C、D为并行送数的数据B） 保持控制函数为：Jn = Qn , Kn = QnProteus电路图：C) 左移J3 = Q2 , K3 = Q2J2 = Q1 , K2 = Q1J1 = Q0, K1= Q0J0 = Q3 , K0 = Q3Proteus电路图：D) 右移J3 = Q2 , K3 = Q0J2 = Q1 , K2 = Q3J1 = Q0, K1 = Q2J0 = Q3 , K0 = Q1Proteus电路图：
5、E)总图：其中两个74LS153决定了使用哪个功能的四个JK触发器A接S0, B接S1。三个开关，CL接所有JK触发器的清零端，低电平有效。（具体功能实现由TA检查）内容41、用JK触发器和门电路设计一个特殊的12进制同步计数器；2、用逻辑分析仪观察并记录CP和每一位的输出波形。注意：这个12进制同步计数器没有00状态，要考虑自启动1） 状态图000100100011010001010110 110010111010100110000111（7）使用proteus画出电路图：（8）波形图 A0-A3分别是D0D1D2D3 , A5为时钟内容5使用Protues实现一个有控制变量D的12进制计数
6、 器，并在7段数码管上显示计数结果。（1） 将设计同步计数器（2） 控制方程JK触发器表达式：D=0时J0 = K0 = 1J1 = K0 = Q0 J2 = K2 = Q1Q0 + Q3Q2Q1 Q0J3 = K3 = Q2Q1Q0 + Q3Q2Q1 Q0D=1时J0 = K0 = 1J1 = K0 = Q0 J2 = K2 = Q1 Q0 + Q3 Q2Q1Q0J3 = K3 = Q2 Q1 Q0 + Q3 Q2Q1Q0Bcd码个位与十位逻辑表达式：个位：B0 = Q0B1 = Q3Q2 + Q3Q1B2 = Q3Q2B3 = Q3 Q2 Q1十位：B0 = Q3(Q2+Q1)B1 = B
7、2 = B3 = 0（3） 仿真电路：触发器部分：数据选择器跟数码管部分：总图：（4） 烧入BASYS 3电路板中(TA检查)实验箱实验报告一、实验仪器及器件 1.数字电路实验箱、示波器、数字万用表。 2.器件：74LS73, 74LS00, 74LS08, 74LS20等二、正式实验1、 实验箱上实现左移或右移按照电路图在实验箱上连线，结果由助教或老师检查。用模拟开关作为移动后空缺位的数据，led灯观察是否正确右移（结果由TA检查）2、内容4在实验箱上的实现A) 根据预习做的仿真电路在实验箱上连线B) 用led灯确认结果正确后连接示波器，观察波形：D0为clk，D1D2D3D4分别是二进制数的Q0Q1Q2Q3，实现十二进制循环六、实验心得与体会 1.通过实验，我对计数器的设计有了很大的了解。2.通过实验，我很好地掌握了JK触发器的工作原理。3.经过proteus仿真，很多元件的名称跟工作原理已经能记住了，但还有一部分元件比较陌生，不知道相应的接线口的功能。4.了解时钟工作的基本原理。
