数字电子技术基础实验三 时序电路设计.docx
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数字电子技术基础实验三时序电路设计
数字电子技术基础
实验报告
题目:
实验三时序电路设计
小组成员:
小组成员:
实验三时序电路设计
一、实验目的
1.熟悉使用QuartusⅡ软件内嵌函数,实现脉冲信号;
2.了解掌握实验开发板上数码管和LED部分
3.强化对74161二进制计数器、7447七段译码器、74194移位寄存器的理解和应用。
2、实验要求
要求1:
参照参考内容,用QuartusⅡ软件内嵌函数ipm_counter实现50M分频,输出频率为1Hz秒脉冲信号,用实验板上绿色LED灯观察。
要求2:
参照参考内容中数码管显示控制电路设计方法,用74161二进制计数器、7447七段译码器和若干门电路,用原理图输入方法实现一个七段数码管上显示0、1、2、3、4、5、0、2、4、1、3、5。
要求3:
参照参考内容,用74161二进制计数器、74194移位寄存器和若干门电路,用原理图输入方法实现彩灯控制器电路设计。
验收要求:
将要求2和要求3同时在电路上实现,验收时能够说明电路设计的原理。
注:
如果电脑软件出现Megafunction无法启用,可利用绑定按键开关作为时钟信号,验收时需要演示波形仿真结果。
三、实验设备
(1)电脑一台;
(2)数字电路实验箱;
(3)数据线一根。
(4)EDO实验开发板一个
四、实验原理
要求1:
(1)用QuartusⅡ软件内嵌函数ipm_counter实现50M分频,输出频率为1Hz秒脉冲信号,并用实验板上绿色LED灯观察。
要求2:
(1)74161二进制计数器实现输出序列逻辑;
(2)7447七段译码器驱动七段译码管,共阳极数码管显示;
(3)经过卡诺图化简实现码制转换所需序列;
要求3:
(1)74161二进制计数器实现输出序列逻辑,同上;
(2)四位双向移位寄存器,具有左移,右移、保持、等功能。
五、实验内容
1、(要求一)
(1)原理图(Multisim和QuartusII中绘制的原理图):
上图所示原理图利用QuartusⅡ内建宏实现时钟端信号频率为1Hz。
2、(要求二)
(1)逻辑表达式变换过程
74161与7447七段译码器真值表对应关系如下:
Qc
QB
QA
FD
FC
FB
FA
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
1
1
1
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
卡诺图如下
FC:
00
01
11
10
00
01
1
1
11
×
×
×
×
10
1
1
FB:
00
01
11
10
00
1
1
01
1
11
×
×
×
×
10
1
FA:
00
01
11
10
00
1
1
01
1
11
×
×
×
×
10
1
1
1
(2)原理图(QuartusII中绘制的原理图):
(3)波形仿真:
(4)记录电路输出结果
3、(要求三)
(1)电路分析和变换过程
电路中741LS61
(2)的QA取反与74LS194
(1)的S0连在一起,74LS194
(2)的QA和S1直接连接,741LS61
(1)的QA取反与本片的左移输入端SL连在一起,QD取反与SR连在一起。
电路中741LS61
(2)的QD取反后连在右移输入端SR上,741LS61
(2)的QA取反后连在左移输入端SL上,741LS61
(1)的QD取反与74LS194
(2)的SI上,741LS612的S0直接和74LS194
(1)的QD连接。
(2)原理图(QuartusII中绘制的原理图):
(3)波形仿真:
(去掉原理图中的1Hz脉冲,改为输入端)
(4)记录电路输出结果
由仿真结果可得;随着时钟脉冲下降沿的到来,花型——由两边向中间对称性依次亮,全亮后仍由两边向中间依次灭:
花型——8路灯分为两半,从左自右顺次亮,再顺次灭;花型——8路灯分为两半,从右向左顺次亮,再从右向左顺次灭;花型——由中间向两边对称性一次亮,全亮后仍由中间向两边依次灭,并且循环出现。
六、实验过程中的问题
1.74161有时未产生置数或清零信号,且在原理图中尽可能使用置数,清零可能出现异常(同步置数,异步清零);
2.在原理图合并过程中,出现所粘贴原理图连线会变动的现象,导致运行出错。
3.由于对TTL集成元器件的使能端处理的不得当,影响元器件的工作状态和工作时间序列。
七、心得体会
1.本实验是对数字电子技术基础课程中相关内容的复习,同时也是一种实践的拓展。
让我们更深刻的体会到了知识在实践中应用的效果;
2.在仿真和具体操作软件的过程中,遇到错误和不解之处,先自我发现问题,也积极地和同学探讨、向老师请教,认识到了自己的不足。
3.在得到正确结果后产生了对自己和组员的充分肯定,对时序逻辑电路分析和移位寄存器有了进一步理解,增强了自己对数电课程的兴趣。
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