时序电路实验

预习报告

1 、时序电路组成原理和控制原理是什么？

时序逻辑电路通常有组合电路和存储电路组成，控制部分主要有时钟信号及其他初态控制信号控制。

2 、状态图中的控制信号对状态的影响主要是：进行不同状态之间的转换控制，以及电路的工作停止或者单步运行。

3 、对状态机进行设置时应注意的问题：首先，应该确定信号状态、转变的条件，不能将转换条件设定错误，否则容易出现状态机不工作等；其次，注意一些控制信号对状态机的影响，其中dp=1时状态机进行单步运行，tj=1时，状态机停止，qd由1到0时，电路启动为1，状态机处于连续工作状态。

思考题：

1.    时序电路实行了哪几种启停控制逻辑？  

实行了启动、单拍、停机等控制信号来控制

2.    举例说明机器周期、节拍、脉冲？

通常定义为从内存中读取一个指令字的最短时间，又称机器周期。如：完成一个取指令需要6个状态周期，那么该机器的机器周期为6个状态周期。

一个节拍电位表示一个CPU周期的时间。即与上例中的6个状态周期相同。

在一个节拍电位中又包含若干个节拍脉冲，节拍脉冲表示较小的时间单位。

把一个机器周期分为若干个相等的时间段，每一时间段对应一个节拍信号，称为节拍脉冲信号。节拍的宽度取决于CPU完成一次基本操作的时间，如ALU完成一次正确的运算，寄存器间的一次传送等。

总而言之，节拍与机器周期等同，节拍脉冲即为机器周期的分成若干相等时间段。

3.    单步运行状态如何进入？用途是什么？

先将dp=0，tj=0，qd由1到0，然后令dp=1，机器进入单步运行状态。

用途是：每次只读一条指令，能观察到微指令的代码与当前微指令的执行结果。

实验日志

10月20日

今天主要参看了状态机的设定资料，基本学会了怎么样进行状态机的创建基本设定。但是发现状态机设定中状态向导设定部分需要认真仔细，否则会得到的状态机就会出现各种问题。

10月21日

主要进行了实验五中状态机的设定。设定过程中发现时钟信号和reset信号必须保留，而且不能进行名字的改变，否则不能进行下一步设定。

同时发现，在图形文件中进行设定状态机转换等内容时也是可以的，而且稍微直观一点。

10月25日

问题：

对课本上的电路进行了分析。发现课本中说电路中控制停止的信号tj不能正确控制该功能。

解决：

分析电路后发现，控制输出的部分7474中1Q分别和各个输出与运算后输出结果。如果1Q为0则输出全部为0，不能进行保持。电路改变：将1Q输出与74165的clk与门连接可以将clk使能或者置为0使得输出不变从而控制机器的停止。

实验报告

波形及波形分析如下：

第二篇：学生实验报告模版—时序逻辑电路的设计与测试-参考答案

实验十一 时序逻辑电路的设计与测试

一、 实验目的

1． 掌握时序逻辑电路的设计原理与方法。

2． 掌握时序逻辑电路的实验测试方法。

二、 实验原理

该实验是基于JK触发器的时序逻辑电路设计，要求设计出符合一定规律的红、绿、黄三色亮灭循环显示的电路，并且在实验板上搭建实现出来。主要的设计和测试步骤如下：

（1）根据设计的循环显示要求，列出有关Q3Q2Q1状态表；

（2）根据状态表，写出各触发器的输入端J和K的状态；

（3）画出各触发器的输入端J和K关于Q3Q2Q1的卡诺图；

（4）确定各触发器的数软J和K的最简方程；

（5）根据所得的最简方程设计相应的时序逻辑电路；

（6）在实验板上，有步骤有次序的搭建实验电路，测试所设计的电路是否满足要求。

具体设计过程参见【附录二】提供的实例。

三、 预习要求

1． 查阅附录芯片CC4027B和芯片74LS00的管脚定义。

2． 阅读理论教材关于时序逻辑电路的内容，掌握实验的理论基础。

四、 实验设备与仪器

1． 数字电路实验板（箱）；

2． 芯片：CC4027B；74LS00；74LS20。

五、 实验内容

根据一组彩灯循环显示的任务要求，设计相应的时序电路，并搭建实验线路测试之。

设计任务【 】请填入所完成的实验任务代码

根据设计任务涂黑上面的圆圈。

（一）定义：

（二）列出逻辑状态表，确定各JK的输入端方程：

填入满足Q3Q2Q1要求的状态循环的输入端JK的值，结果不唯一，但要求尽量简单。

注：“X”表示任意态。

用卡诺图方法来确定输入端JK方程：

所以，

， ； ， ； ，

（三）设计的满足彩灯循环显示的时序逻辑电路：

注意在实物连接时，注意有次序有步骤进行。

1． 连接每个芯片接上“+5V”和“0V”；

2． 将所有JK触发器的R和S端接在一起，给相应的电平信号；

3． 将所有JK触发器的CP端连接在一起，并输入连续脉冲；

4． 将所有JK触发器的输入端J和K按输入方程接相应的连线；

5． 对应的将Q3Q2Q1输出端送给定义好的红﹑绿﹑黄三色彩灯。

六、思考题

1．能否设计一个时序逻辑电路，若初态为“000”是一个“000—〉001—〉010—〉011”循环的加法计数器，若初态为“111”是一个“111—〉110—〉101—〉100”循环的减法计数器？试设计之。

【答】设计的结果为：；；。

【实验心得与体会】