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路彩灯循环闪烁逻辑电路设计(A)
六路彩灯循环闪烁逻辑电路设计
一、设计目的
1.学习数字电路的设计方法和技巧;
2.检验对组合逻辑电路及时序逻辑电路的综合应用能力.
二、设计要求
1.六路彩灯分别依次闪烁
2.闪烁的时间间隔为0.1s
4.写出设计的详细步骤
5.使用3号图纸,画出设计的逻辑电路图
6.写出课程设计说明书。(要求用20*20的方格纸,有标题、前言、目录、详细的设计步骤和所参考的资料清单及元器件明细表)
三、设计步骤
第一步:计数器(时序电路)的设计
第二步:译码器(组合电路)的设计
第三步:显示电路的设计
第四步:时钟电路的设计
第五步:画总设计图
第六步:写出课程设计说明书
第七部:使用3号图纸,画出设计的逻辑电路电路图
(一)计数器的设计
1.进行逻辑抽象,建立原始状态图。
六路彩灯需要六种状态,即大体上应设有六个内部状态 ,即M=6,现用S0、S1、S2、S3、S4、S5分别表示这六种状态。根据题意,可建立如图1所示的原始状态图,S0为初态,其后依次为S1、S2、S3、S4、S5 ,即
2.进行状态化简,画出最简状态图。
1) 确定等价状态
由图1不难发现,里面没有等价状态.
2)合并等价状态
由于里面没有等价状态,故不用合并
3.进行状态分配,画出二进制编码后的状态图(见图2)
1)因M=6,故取n=3
2)进行状态编码,取
S0=000,S1=001,S2=010,S3=011,S4=100,S5=101
3)画出编码后的状态图(见图2)
4.选择触发器和求时钟方程和状态方程
1)由题意选用三个CP下降触发的边沿JK触发器;
2)采用同步方案,即取 CP0=CP1=CP2=CP
3)求状态方程
由图2所示状态图,画图3所示电路次态的卡诺图,及图4所示各触发器的卡诺图。
由卡诺图得:
5.求驱动方程
JK触发器的特性方程为
1)变换状态方程
(*为约束项应去掉)
2)比较状态方程和特性方程求驱动方程
,,
6.画逻辑电路图,(图5)
7.检查自启动功能
将无效状态110、111代入状态方程进行计算,结果如下
110→111→000(有效状态)
可见电路能自启动
(二)译码器的设计
1.逻辑抽象,列真值表
根据六路彩灯计算出时序电路,应有三个输入端分别用A2、A1、A0表示,八个输出端,现用其中6个输出端分别用Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5表示
真 值 表
输入 输出 A2 A1 A0 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1 0 0 0 0 0 1
0 0 0 0 1 0
0 0 0 1 0 0
0 0 1 0 0 0
0 1 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0
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2.写逻辑式
3.化简
将约束项110、111代入上式得:
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