使常用逻辑门门设计一个带异步复位功能的D触发器!数字逻辑!

《数字逻辑电路》课程小结 《数芓逻辑电路》课程小结 新疆大学信息科学与工程学院 新疆大学信息科学与工程学院 《数字逻辑电路》 精品课程建设项目课题组 2010年6月 2010年6月 1 1 第┅章 数制和码制 第一章 数制和码制 i N进制数按10进制展开: D=∑k Ni i i 数字电路中广泛采用二进制二进制的特点是逢 二进一,用0和1表示逻辑变量的两种狀态二进制 可以方便地转换成八进制、十进制和十六制。 不同数制之间的转换方法(整数部分.小数部分) 二进制算数运算(原码 反码 补码) BCD码是┿进制数的二进制代码表示常用的BCD 码是8421码。 2 2 第二章 逻辑代数基础 第二章 逻辑代数基础 逻辑:事物间的因果关系 逻辑运算 布尔代数 开关代數 逻辑代数 多变量的不同状态组合 数字电路的输入变量和输出变量之间的关系可 以常用逻辑门代数来描述最基本的逻辑运算是与运 算、戓运算和非运算,复合逻辑运算是与非、或 非、与或非、同或、异或 3 3 第二章 逻辑代数基础 第二章 逻辑代数基础 逻辑代数的基本公式和常鼡公式 逻辑代数的基本定理(代入定理 反演定理 对偶 定理) 逻辑函数有5种表示方法:逻辑真值表、逻辑函 数式、逻辑图、波形图(时序图)、鉲诺图。 这几种方法之间可以互相转换真值表和卡诺图是逻辑 函数的最小项表示法,它们具有惟一性而逻辑表达式和逻 最小项表示法 輯图都不是惟一的,应当根据具体情况选择最适合的一种方 4 法表示所研究的逻辑函数 4 第二章 逻辑代数基础 第二章 逻辑代数基础 本章介绍叻两种逻辑函数化简法。 公式化简法 是利常用逻辑门代数的公式和规则经过运算, 对逻辑表达式进行化简它的优点是不受变量个数的限制,但 是否能够得到最简的结果不仅需要熟练地运用公式和规则, 而且需要有一定的运算技巧 卡诺图化简法 是利常用逻辑门函数的鉲诺图进行化简,其优 点是方便直观容易掌握,但变量个数较多时(五个以上) 则因为图形复杂,不宜使用在实际化简逻辑函数时,将两种 化简方法结合

实验一 智力竞赛抢答装置 一、实驗目的 学习数字电路中D触发器、分频电路、多谐振荡器、CP时钟脉冲源等 单元电路的综合运用 熟悉智力竞赛抢赛器的工作原理。 了解简单數字系统实验、调试及故障排除方法 二、实验原理 图1-1为供四人用的智力竞赛抢答装置线路,用以判断抢答优先权 图1-1智力竞赛抢答裝置原理图 图中F1为四D触发器74LS175,它具有公共置0端和公共CP端,引脚排列见附录;F2为双4输入与非门74LS20;F3是由74LS00组成的多谐振荡器;F4是由74LS74组成的四分频电蕗F3、F4组成抢答电路中的CP时钟脉冲源,抢答开始时由主持人清除信号,按下复位开关S74LS175的输出Q1~Q4全为0,所有发光二极管LED均熄灭当主持囚宣布“抢答开始”后,首先作出判断的参赛者立即按下开关对应的发光二极管点亮,同时通过与非门F2送出信号锁住其余三个抢答者嘚电路,不再接受其它信号直到主持人再次清除信号为止。 三、实验设备与器件 1、+5V直流电源 2、逻辑电平开关 3、逻辑电平显示器 4、双踪示波器 5、数字频率计 6、直流数字电压表 7、74LS175、74LS20、74LS74、74LS00 四、实验内容 测试各触发器及各逻辑门的逻辑功能 试测方法参照实验二及实验九有关内容,判断器件的好坏 按图1-1接线,抢答器五个开关接实验装置上的逻辑开关、发光二 极管接逻辑电平显示器 断开抢答器电路中CP脉冲源电蕗,单独对多谐振荡器F3及分频器F4 进行调试调整多谐振荡器10K电位器,使其输出脉冲频率约4KHz观察F3及F4输出波形及测试其频率(参照实验十三囿关内容)。 测试抢答器电路功能 接通+5电源CP端接实验装置上连续脉冲源,取重复频率约1KHz (1)抢答开始前,开关K1、K2、K3、K4均置“0”准备搶答,将开关S置“0”发光二极管全熄灭,再将S置“1”抢答开始,K1、K2、K3、K4某一开关置“1”,观察发光二极管的亮、灭情况然后再将其它三个开关中任一个置“1”,观察发光二极的亮、灭有否改变 (2)重复(1)的内容,改变K1、K2、K3、K4任一个开关状态观察抢答器的工作凊况。 (3)整体测试 断开实验装置上的连续脉冲源接入F3及F4,再进行实验 五、实验预习要求 若在图1-1电路中加一个计时功能,要求计时電路显示时间精确到秒最多限制为2分钟,一旦超出限时则取消抢答权,电路如何改进 六、实验报告 分析智力竞赛抢答装置各部分功能及工作原理 总结数字系统的设计、调试方法 分析实验中出现的故障及解决办法 实验二 电子秒表   一、实验目的   1、学习数字电路中基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用。   2、学习电子秒表的调试方法   二、实验原理   图2-1为电子秒表的电原理图。按功能分成四个单元电路进行分析   1、基本RS触发器   图2-1中单元I为用集成与非门构成的基本RS触发器。属低电平直接触发的触发器有直接置位、复位的功能。   它的一路输出作为单稳态触发器的输入另一路输出Q作为与非门5的输入控制信号。   按动按钮开关K2(接地)则门1输出=1;门2输出Q=0,K2复位后Q、状态保持不变再按动按钮开关K1 ,则Q由0变为1,门5开启, 为计数器启動作好准备由1变0,送出负脉冲启动单稳态触发器工作。   基本RS触发器在电子秒表中的职能是启动和停止秒表的工作   2、单稳态觸发器   图2-1中单元Ⅱ为用集成与非门构成的微分型单稳态触发器,图2-2为各点波形图   单稳态触发器的输入触发负脉冲信号vi 由基夲RS触发器端提供,输出负脉冲vO 通过非门加到计数器的清除端R   静态时,门4应处于截止状态故电阻R必须小于门的关门电阻ROff 。定时元件RC取值不同输出脉冲宽度也不同。当触发脉冲宽度小于输出脉冲宽度时可以省去输入微分电路的RP 和CP 。 单稳态触发器在电子秒表中的职能昰为计数器提供清零信号 图2-1 电子秒表原理图 3、时钟发生器 图2-1中单元Ⅲ为用555定时器构成的多谐振荡器,是一种性能较好的时钟源 调節电位器 RW ,使在输出端3获得频率为50HZ的矩形波信号当基本RS触发器Q=1时,门5开启此时50HZ脉冲信号通过门5作为计数脉冲加于计数器①的计数输叺端CP2。 图2-2单稳态触发器波形图 图2-3 74LS90引脚排列   4、计数及译码显示 二—

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