数字逻辑课程设计文档格式.docx
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6、自由发挥设计题目。
(选做,也可以自己设计题目)
二、课程设计原理图
(1)、用J-K触发器设计11~15进制计数器。
题目选择:
选择M=12的加法计数器:
设计思路:
实验有4快J-K触发器构成,通过真值表和卡诺图计算(详见预习报告),计算出各J-K触发器的J、K控制门电路,再经连线,把各J-K触发器的输出端连接指示灯显示。
实验时J-K触发器均采用同一触发频率10HZ、5v。
注意门电路在连接时要仔细。
设计原理图:
实验1-1实验设计原理图
实验结果:
实验时X4、X3、X2、X1(高位-低位),在接通电源后数字灯显示如下:
(1代表高电平,灯为亮;
0代表低电平,灯为暗)
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
(2)、用74LS194实现M=10~15序列为1100......01等的序列信号。
产生序列号11001010001(M=11)
通过真值表和卡诺图计算(详见预习报告),实验时采用双向移位寄存器的左移寄存器(S1S0=10),通过门电路
输入到SL端。
若采用右移位,则应输入给SR,且S1S0=01。
图2-1实验设计原理图
当S1S0=11,开关B断开进行置数ABCD=1100,再改变S1S0=10,系统开始运行,运行结果如下:
1100
1110
(3)、用74LS163设计0~98以内的数显电路。
28进制数字显示
由74LS163加法计数器16进制转换成10进制,当十位满2,同时个位满8,全部清零;
当仅个位满10则个位清零,并通过门电路向十位进位,而不能通过74LS163的进位端RCO进位。
图3-1实验设计原理图
实验时显示由00-28再循环。
(4)、用74LS163和74LS151设计M=10~15序列为001100...01等的序列信号。
产生序列号为:
001100101001(12进制)
通过74LS163计数再连接74LS151八选一选择器,但74LS151只有3位地址端,故需采用卡诺图降维(详见预习报告)。
X4、X3、X2、X1表示74LS163计数器的输出二进制数,X5表示经74LS151八选一选择器输出序列号。
图4-1实验设计原理图
(1代表高电平,灯亮;
0为低电平,灯暗)
DCBA(X4X3X2X1)
输出(X5)
1
(5)、用74LS160设计“电子表”,要求:
电子表(从00:
00:
00到23:
59:
59),可调时、分。
图5-1设计思路图
图5-2数字钟实验原理图
当原理图左右双路开关A、B连通上节点(如图5-2),运行系统,系统开始计时;
当原理图左双路开关A连通下节点可以开始调时,当原理图右双路开关B连通下节点可以开始调分。
(6)、自由发挥设计题目。
油量显示器
实验通过可变电阻调节模拟油量改变时电压变化情景,再通过A/D转换,产生数字信号量,再接通数字灯显示油量值。
实验设计该系统分为十一个级别,每个级别连接一个显示灯。
当产生数字电位为1(高电平)则显示灯亮;
当产生数字信号为0(低电平)则显示灯闪动。
油量级别分布:
滑动变阻器%比
显示灯的控制电位
0%
1111111111
0%-10%
1111111110
10%-20%
1111111100
20%-30%
1111111000
30%-40%
1111110000
40%-50%
1111100000
50%-60%
1111000000
60%-70%
1110000000
70%-80%
1100000000
80%-90%
1000000000
90%-100%
0000000000
图6-1油量显示器原理图
实验系统运行时,既可以单独通过左上角显示灯显示数字亮,也可以通过如下图前一所示信号灯显示(此为滑动变阻器%分比为0%时显示灯显示结果),每当增加一个等级百分比,显示灯自上而下开始闪动。
图6-3分别是在第1、第3、第6、第9、第11个油量级别时实验结果
三、实验总结:
1、在做第一个实验J-K触发器产生序列信号时,列出真值表,再画卡诺图算出J、K时要很仔细,我第一次就计算错误导致第一次连线失败,后经更改后恢复正常。
2、在实验软件multisim中悬空代表低电平0,而实际连接电路时悬空代表高电平1,且74LS163D芯片连接实物图时2号和9号管脚和软件仿真时相反。
3、在用到实验箱的7段数码显示时,“SEG”插孔要接地。
并且在检查7段数码管是否有用时,可以单独连接可调开关,依次输入四位二进制数,如:
输入0010给数码显示管DCBA,则应显示数字2。
4、在74LS163D和74LS194D的四个输入端:
“D”为高位,“A”位低位;
四个输出端:
“QD”为高位,“QA”为低位。
5、实验时要注意74LS163D为同步清零芯片,而74LS160D为异步清零芯片。
在设计28位数字显示实验和数字表实验时要注意两者采用的芯片不一样。
四、心得体会:
通过这次为期一周的数字逻辑课程设计,我更加认识到学好数字系统与逻辑的重要性,也让我更进一步认识到数理逻辑的广泛应用。
学习EDA可以设计想要的芯片,而这次让我明白设计的常用芯片是如何解决现实问题的。
例如在EDA和这次实验中都设计了数字钟,虽然两者都达到了实验要求的效果,但两者却是采用不同的方法,也遇到了不同的问题,前者牵涉到消抖的部分,后者却没有。
在自主设计实验时,我没有选择已有的实验,而是自己根据自己的思维设计了一个新的课题--油量显示器,这是紧密联系现实问题的题目。
最后经过自主设计,查阅课本基础知识并拓展相应知识点,最后终于得到了解决。
除此之外,此次实验更加深了我对各类门芯片的认识(包括74LS00两输入端与非门,74LS08两输入端与门,74LS194双向移位寄存器等等)。
最后,感谢毕春娜老师的耐心指导,指导我们顺利完成了此次任务繁重的实验,手把手教会了我们很多课本上都学不到的内容,让我们与现实实践又迈近了一步。
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- 关 键 词:
- 数字 逻辑 课程设计