同步十进制计数器VIP专享VIP免费

1同步十进制加法计数器一实验目的（1）学会Pspice软件的使用，会用Pspice软件对电路进行仿真。（2）掌握时序电路的设计方法。（3）提高分析、动手解决实际问题的能力。二实验环境（1）软件环境：WindowsXP操作系统，Pspice软件。（2）硬件环境：Pentium以上的计算机。（3）JK触发器4片、双输入单输出与门芯片4片、三输入单输出芯片1片、时钟信号源2个、高电平信号1个。三实验原理同步时序电路的设计过程可由图1-1描述。首先将实际逻辑问题进行抽象——确定输入、输出变量及电路的状态数，对变量逻辑赋值，对状态编号，从而得到一个反应时序问题的状态装换图。去掉重复状态（若有重复的话），且对状态编码，则得到状态转换图的最简形式。对图化简得到电路的状态方程与输出方程，选定触发器类型后，则有状态方程求出驱动方程。最后根据驱动与输出方程画出逻辑原理图、实验电路图。根据实验电路图连线、调试并验证电路功能。检查电路能否自启动，若不能则应修改设计或预置初值解决。确定触发器类型检查自启动图1-1时序电路的设计过程四实验内容与步骤1、根据时间问题当数字每满十置零一次，根据BCD码原则需要用四位二进制来表示，因此，需要选择4个触发器，其状态表如表1-2所表示：时序逻辑问题状态转换图最简状态转换图电路方程实验电路图2Q3nQ2nQ1nQ0n+1Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+1C000000010000100100001000110001101000010001010010101100011001110011110000100010010100110101101010110101111001110011010110111101111011110111100001表1-2同步十进制加法器状态表2、根据状态表画出的该计数器的状态图如下：／1／0／0／0／0／1／0／C／0／1排列：／0／1／0／0／0／0／0图1-3同步十进制计数器状态图3、确定状态方程：本实验中选择使用JK触发器，其特性方才为Qn+1=JQn+KQn,由于所设计电路为同步时序电路，故其时钟方程为：CP0=CP1=CP2=CP3=CP由于电路的进位输出和次态Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+1唯一取决于电路的现态Q3nQ2nQ1nQ0n的取值，故可以根据表1-2画出表示进位输出函数和次态函数的卡诺图，如图1-4所示。由于计数器工作时不会出现1010、1011、1100、1101、1110和1111这六个状态，所以可以1111000010101011010000110010000111101001100001110110010111011100Q3Q2Q1Q03将Q3nQ2nQ1nQ0n、Q3nQ2nQ1nQ0n、Q3nQQnQ1nQ0n、Q3nQ2nQ1nQ0n、Q3nQ2nQ1nQ0n和Q3nQ2nQ1nQ0n这六个最小项作为随意项处理，在卡诺图中用“×”表示。图1-4同步十进制计数器的卡诺图由图1-4（a）得输出方程为：C=Q3nQ0n由图1-4（b）～（e）得状态方程为：Q0n+1=Q0nQ1n+1=Q3nQ0nQ1n+Q0nQ1nQ2n+1=Q1nQ0nQ2n+Q1nQ0nQ2n4Q3n+1=Q2nQ1nQ0nQ3n+Q0nQ3n变换状态方程的形式，使之含有Qn和Qn的项:Q0n+1=1·Q0n+1·Q0nQ1n+1=Q3nQ0nQ1n+Q0nQ1nQ2n+1=Q1nQ0nQ2n+Q1nQ0nQ2nQ3n+1=Q2nQ1nQ0nQ3n+Q0nQ3n将上述各式代入JK触发器的特性方程可得：J0=K0=1J1=Q3nQ0nK1=Q0nJ2=K2=Q1nQ0nJ3=Q2nQ1nQ0nK3=Q0n3、画逻辑图并仿真①打开Pspice软件建立项目工程，5图1-5逻辑图保存路径的设置图1-6创建项目6图1-7项目目录②根据特性方程，所作的电路逻辑图如下：图1-8同步十进制逻辑图7③设置仿真类型及元器件参数设置复位信号的参数图1-9复位信号参数设置8设置时域分析图1-10仿真类型设置1-11仿真结果波形图5、对仿真结果的分析由仿真的波形图可以得到，Q3Q2Q1Q0从初始状态0000开始，经过9个有效的CP脉冲（下降沿）后，计数器返回到原来的状态，并且输出C为1，在第10个CP下降沿到来后，在复位信号的作用下使得Q3Q2Q1Q0均为0，同时输出C由1变为0，从而实现满10就清零一次的十进制功能。从图中还可以看出在高电平有效的状态下，时钟状态从0000开始，依次经过0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001共10个状态，当复位信号有高电平变为低电平时，输出无效不能在继续加1，因此又返回到0状态，这样周而复始的进行交替，从而实现十进制的记数功能。96、检查自启动方法一：由图1-3所示的状态图可以看出，该计数器的有效状态为0000～1001，共有十个，并且在有效状态内计数器是按照8421码进行加法计数的同步十进制加法计数器。由图所示的状态图还可以看...