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1、武汉理工大学数字逻辑课程设计说明书学 号： 课 程 设 计题 目数字逻辑设计题目三位二进制模五计数器学 院计算机科学与技术专 业 班 级 姓 名 指导教师 2011年 月 日课程设计任务书学生姓名 学生专业班级 指导教师 学 院 名 称 计算机科学与技术学院一、题目：三位二进制模5计数器。当外部输入X = 1时，计数器加2计数；外部输入X = 0时，计数器加1计数。“模5”为逢“5”进1计数。原始条件：使用D触发器( 74 LS 74 )、“与”门 ( 74 LS 08 )、“或”门( 74 LS 32 )、非门 ( 74 LS 04 )，设计三位二进制模5计数器。二、要求完成设计的主要任务如
2、下： 1能够运用数字逻辑的理论和方法，把时序逻辑电路设计和组合逻辑电路设计相结合，设计一个有实际应用的数字逻辑电路。2使用同步时序逻辑电路的设计方法，设计三位二进制模5计数器。写出设计中的三个过程。画出课程设计图。3根据74 LS 74、74 LS 08、74 LS 32、74 LS 04集成电路引脚号，在设计好的三位二进制模5计数器电路图中标上引脚号。4在试验设备上，使用74 LS 74、74 LS 08、74 LS 32、74 LS 04集成电路连接、调试和测试三位二进制模5计数器电路。三、课程设计进度安排：序号课 程 设 计 内 容所用时间1设计三位二进制模5计数器电路1天2电路连接、调
3、试和测试3天3分析总结设计，撰写课程设计1天合计5天指导教师签名： 2011年 月 日系主任（责任教师）签名： 2011年 月 日三位二进制数模5计数器1 设计目的 1、深入了解与掌握同步时序逻辑电路的设计过程； 2、了解74LS74、74LS08、74LS32、74LS86及74LS04集成电路的功能； 3、能够根据电路图连接好实物图，并实现其功能。学会设计过程中的检验与完善。 2 题目理解和功能描述用数字逻辑实验板和若干集成芯片实现如下功能：利用逻辑电平区域中八盏灯的前四盏作为实验的输入和输出。其中以第1盏灯（K1）作为输入x，用以改变输入的0、1特性（x为0时是加1计数器，为1时是加2计
4、数器）。其余三盏灯（K2、K3、K4）显示计数器的输出，也就是三位二进制数的三个状态，对应于三个D触发器的、。三位二进制计数器逻辑结构如图一所示。 计数器输出三位二进制模5计数器 输入x 时钟输入 图1 三位二进制数逻辑结构3 设计中使用的集成电路名称及引脚编号3.1 74LS04非门 5V 13 12 11 10 9 8 1 2 3 4 5 6 地 （注明： 1、3、5、9、11、13为输入， 2、4、6、8、10、12为对应输出）3.2 74LS08与门 5V 13 12 11 10 9 81 2 3 4 5 6 地 （注明：1、2，4、5，9、10，12、13为输入，3、6、8、11为对
5、应输出）3.3 74LS32 或门5V 13 12 11 10 9 8 1 2 3 4 5 6 地 （注明： 1、2，4、5, 9、10，12、13为输入，3、6、8、11为对应输出） 3.4 74LS86异或门 5V 13 12 11 10 9 8 1 2 3 4 5 6 地 （注明： 1、2，4、5, 9、10, 12、13为输入，3、6、8、11为对应输出）3.5 74LS74 D触发器 ( 2D ) (2CK) (2Q ) (2) 5V 13 12 11 10 9 8 1 2 3 4 5 6 地 （1D ）(1CK ) (1Q ) (1) (注明：利用触发器的输入D，时序CK，输出Q，
6、反向输出) 4 逻辑电路设计具体步骤第1步 根据逻辑功能要求，做出原始状态图和原始状态表。 1/01/01/00/00/00/1104320/00/01/01/1 图1 三位二进制模五计数器原始状态图现态次态/输出x=0x=101/02/012/03/023/04/034/00/145/11/0 表2 三位二进制模五计数器原始状态表第2步 状态化简。作出最小化状态表。11 22 321 32 42 33 4340123 表3 隐含表现态次态/输出x=0x=101/02/012/03/023/04/034/00/145/11/0 表4 最小化状态表第3步 状态编码，作出二进制状态表 y2y1 y
7、00 00 11 11 00024113 表5 状态分配方案现态次态/输出x=0x=1000001/0010/0001010/0011/0010011/0100/0011100/0000/1100000/1001/0表6 二进制状态表第4步 求出激励函数和输出函数表达式。实验利用D触发器，根据状态表 ，做出激励函数和输出函数真值表。根据激励函数和输出函数真值表做出激励函数和输出函数卡诺图。根据卡诺图写出激励函数和输出函数表达式。 x y2 y1 y0D2 D1 D0Z0 0 0 00 0 100 0 0 10 1 000 0 1 00 1 100 0 1 11 0 000 1 0 00 0 0
8、10 1 0 1d d dd0 1 1 0d d dd0 1 1 1d d dd1 0 0 00 1 001 0 0 10 1 101 0 1 01 0 00 1 0 1 10 0 011 1 0 00 0 101 1 0 1d d dd1 1 1 0d d dd1 1 1 1d d dd表7 激励函数真值表 根据真值表画出卡诺图如下： y1y0 xy20 00 11 11 00 000000 10dd01 11dd01 00dd1D2: D2=y1y0+xy1=y1(xy0)y1y0 xy20 00 11 11 00 000010 11dd1 1 10dd0 1 01dd0D1: D1=x+
9、y0+y1=x+(y1y0) y1y0 xy20 00 11 11 00 010100 10dd1 1 10dd0 1 01dd0D0: D0=+xy2+xy0=+x(y2+y0) y1y0 xy20 00 11 11 00 001000 10dd0 1 10dd1 1 00dd0Z: Z=y2+xy1y0 激励函数表达式说明：在画卡诺圈的过程中，用到了无关最小项d,在D2、D0的卡诺圈中充分利用到了d，而在第二个卡诺图中，并没有连到最大的卡诺圈，原因是为了利用异或门设计电路，这样可以大量的减少芯片的运用。本实验中仅用到了7个与门电路，这样大大简化了电路。第5步 画出逻辑电路图，根据激励函数表达式，画出
