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1、 实验九 计数器的设计 实验目的熟悉JK触发器的逻辑功能，掌握J-K触发器构成异步计数器和同步计数器。一、 实验仪器及器件1、 实验箱,万用表，示波器2、 4LS73, S,4S08，74LS20二、 实验原理(1)74LS194移位寄存器 芯片74LS194是一种移位寄存器,具有左移、右移,并行送数、保持和清除五项功能。移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作用下依次逐位右移或左移，数据既可以并行输入、并行输出,也可以串行输入、串行输出，还可以并行输入、串行输出,串行输入、并行输出。1工作状态0111X010置零保持右移左移并行送数MBD3D0D1CPGVccDSRD2Q0Q3Q2Q1MBCrDS
2、L74LS194 功能表74LS194 引脚图（2）双-K触发器 4S73 74LS73 引脚图CP1VccK1R1J2Q1GCP2R2J1Q1K2Q2Q2 74LS73 是一种双J-触发器（下降沿触发)，它只有在时钟脉冲的状态发生变化是，发生在时钟脉冲的下降沿。并且只有在下降沿的转换瞬间才对输入做出响应。本实验采用集成JK触发器7LS7构成时序电路。 体现式: n1=J(Qn）+Qn1、触发器设计16进制异步计数器,用逻辑分析仪分析观测C和各输出波形环节一：列出真值表:环节二:选择门电路：我觉得可以用四个74LS93,来实现这一功能,所有的，都接入高电平，此时体现式变从而四级J触发器就会有四
3、级分频。同步由于规定异步计数器因此，把上一级的输出接入下一级的输入,实现异步计数器,相应的由于分频的因素,，2,3的频率逐次减少为上一级一半，从而实现十六进制。环节三:列出理论的波形图片：环节四：用proe仿真环节五：用逻辑分析仪观测波形1、 用K触发器设计一种16进制同步计数器,用逻辑分析仪观测P和各输出的波形环节一:列出真值表:环节二：选择门电路：我觉得可以用四个74S93，来实现这一功能,第一级的J，都接入高电平。同步由于规定同步计数器因此,因此一定要同步接入四个计数器的输入端，然后仿照异步计数器的思想,我们还是需要把第二级的频率做二分,这个很简朴，我们可以把0作为输入接入K1,J这样当
4、时钟下降沿来到,并且是高电平时第二级是翻转状态于是第二级输出高电平,实现了二分频率；对于第三级我们需要它四分频率，也就是1要一起控制第三级,也就是接入一种与门，让QQ1都是1时才变化第三级的输出,同理对于第四级需要Q2一起控制,就还是要两输入与门一种输入是一种输入是QQ即可。环节三:列出理论的波形图片:环节四：用proteus仿真环节五：用逻辑分析仪分析2、 用JK触发器和门电路设计一种具有置零,保持,左移,右移,并行送数功能的二进制四位计数器模仿74194功能。环节一：列出真值表:CrS10工作状态0111X001X001置零保持右移左移并行送数环节二:写出逻辑体现式如下:环节三:化简逻辑体
5、现式又由触发器的特性方程:体现式：Q n+1=J（n）+Kn；因此可得：J=K= J2=K2QJ=K1=Qc JK0QD环节四:选用门电路输入为ABCD，输出为BQCQD,s控制功能,对于开关的关闭与打开分别接入0电平和高电平，输出连接示波器以及D;核心部分是四组俩个输入与门，每一组都是负责控制一种JK触发器工作状态，相称于四选一的选择开关。下面接入一种四输入与非门,对于每个触发器,A清除状态就是CL接入低电平，,因此就是串联接入一种开关即可；B 并行送数就是输出的数据与输入的开关所示的数据一致,开关变化输出ED也变化，因此需要在，之间接入一种反相器，使得J反向，输入是0则为0；K为1；于是输
6、出 。输入是1则为，K为0，输出为1;实现了同步控制。C而保持状态则是使得此状态时,4个两数入与门中只有一种工作并且，那个与门的成果由这一种K触发器上次的输出来决定，从而上次输出什么这次还是输出什么，保持不变;左移,一方面需要有一种补充的数据输入开关,连接到最右边的JK触发器，之后每当时钟下降沿达到之后左边的J触发器数据都会等于右边J触发器的数据,也就是右边的输出接入4个两输入与门相应的左移控制门中,之后最右边的左移输入控制门接入一种输入数据开关。E右移,一方面需要有一种补充的数据输入开关,连接到最左边的K触发器,之后每当时钟下降沿达到之后右边的JK触发器数据都会等于左边JK触发器的数据,也就
7、是左边的输出接入个两输入与门相应的右移控制门中,之后最左边的右移输入控制门接入一种输入数据开关。环节五：仿真电路图如下、用JK触发器和门电路设计一种特殊的12进制同步计数器，其十进制的状态转换图为:环节一: 列出真值表如下所示环节二：按照真值表来画出卡诺图:环节三：通过整顿后最后的逻辑体现式为环节四：选用合适的门电路，实验箱中没有或门因此我用三个与非门替代一种或门,第一种JK触发器JK连接高电平；第二个JK触发器JK连接Q0，之后的或门例如03Q就是Q1Q0接一种与非门;3Q2接一种与非门;之后前面两个与非门的输出接入一种新的与非门就可以了；环节五:在仿真软件下仿真如下：环节六:得到仿真成果波
8、形图如下:三、 实验内容内容一:用JK触发器设计16进制异步计数器，用逻辑分析仪分析观测CP和各输出波形 内容二：用JK触发器设计一种6进制同步计数器,用逻辑分析仪观测P和各输出的波形 内容三:用JK触发器和门电路设计一种具有置零,保持，左移,右移,并行送数功能的二进制四位计数器模仿74LS94功能。 4、用JK触发器和门电路设计一种特殊的1进制同步计数器,其十进制的状态转换图为:五. 实验分析及总结1、K触发器设计6进制异步计数器，用逻辑分析仪分析观测P和各输出波形环节一：列出真值表：环节二：选择门电路:我觉得可以用四个74LS93,来实现这一功能,所有的,都接入高电平，此时体现式变从而四级
9、J触发器就会有四级分频。同步由于规定异步计数器因此,把上一级的输出接入下一级的输入,实现异步计数器，相应的由于分频的因素,Q,Q1,Q2，Q3的频率逐次减少为上一级一半，从而实现十六进制。环节三：列出理论的波形图片：环节四:用rotes仿真环节五:用逻辑分析仪观测波形环节六:实验成果分析:在实际进行实验前需要把原理弄懂尚有注意事项都要考虑到位，对于实验的现象要可以解释，对于实验过程中某些奇怪的成果需要自己找出问题并解决，例如某个输出和真值表不同，这时应当停下来观测分析自己的电路，找出错误并改正过来。观测输出波形可见,这是一种明显的十六进制的输出波形，并且并没有明显的竞争冒险现象，因此我觉得实验
10、很成功,与估计的试压成果基本一致,2、K触发器设计一种16进制同步计数器，用逻辑分析仪观测CP和各输出的波形环节一:列出真值表：环节二:选择门电路：我觉得可以用四个S9，来实现这一功能，第一级的J,都接入高电平。同步由于规定同步计数器因此，因此一定要cl同步接入四个计数器的输入端,然后仿照异步计数器的思想，我们还是需要把第二级的频率做二分，这个很简朴，我们可以把作为输入接入K,1这样当时钟下降沿来到,并且0是高电平时第二级是翻转状态于是第二级输出高电平,实现了二分频率；对于第三级我们需要它四分频率,也就是QQ要一起控制第三级,也就是接入一种与门，让Q01都是1时才变化第三级的输出，同理对于第四
11、级需要Q0Q1Q一起控制，就还是要两输入与门一种输入是Q3一种输入是Q1即可。环节三：列出理论的波形图片：环节四:用poteus仿真环节五：用逻辑分析仪分析环节六、实验成果分析：观测输出波形可见，这是一种明显的十六进制的输出波形,并且并没有明显的竞争冒险现象,因此我觉得实验很成功,与估计的试压成果基本一致,示波器的调节关乎到波形与否稳定和与否好观测实验成果,探头为10:,实验中应先调至稳定可观测波形，可以调节触发源、周期、分度值等。面对某些十分复杂的电路时要冷静分析,保持头脑苏醒，画真值表、卡诺图等来进行分析运算。保持耐心的心态和细致、严谨的工作态度。3、 用K触发器和门电路设计一种具有置零,
12、保持,左移,右移，并行送数功能的二进制四位计数器模仿7LS94功能。环节一:列出真值表：CrS0工作状态01111011X0101置零保持右移左移并行送数环节二:写出逻辑体现式如下:环节三:化简逻辑体现式又由JK触发器的特性方程:体现式:Q n+1J（Q)Q；因此可得：J3=K3=QA J2K=QBJ=K1 J=Q环节四:选用门电路输入为ABC,输出为QQBQD，s1s0控制功能,对于开关的关闭与打开分别接入0电平和高电平,输出连接示波器以及LE;核心部分是四组俩个输入与门，每一组都是负责控制一种JK触发器工作状态，相称于四选一的选择开关。下面接入一种四输入与非门,对于每个触发器,A清除状态就
13、是CL接入低电平，因此就是串联接入一种开关即可;B并行送数就是输出的数据与输入的开关所示的数据一致,开关变化输出D也变化,因此需要在，之间接入一种反相器,使得J反向,输入是0则J为0；K为1;于是输出0。输入是1则J为，为0,输出为1;实现了同步控制。C而保持状态则是使得此状态时，4个两数入与门中只有一种工作并且，那个与门的成果由这一种J触发器上次的输出来决定，从而上次输出什么这次还是输出什么,保持不变;左移，一方面需要有一种补充的数据输入开关，连接到最右边的JK触发器，之后每当时钟下降沿达到之后左边的JK触发器数据都会等于右边JK触发器的数据，也就是右边的输出接入4个两输入与门相应的左移控制门中,之后最右边的左移输入控制门接入一种输入数据开关。E右移，一方面需要有一种补充的数据输入开关，连接到最左边的JK触发器，之后每当时钟下降沿达到之后右边的JK触发器数据都会等于左边JK触发器的数据,也就是左边的输出接入个两输入与门相应的右移控制门中,之后最左边的右移输入控制门接入一种输入数据开关。环节五:仿真电路图如下环节六、实验成果模拟开关输入01111、 s1s0=
