实验8 序列信号发生器.doc

实验8 序列信号发生器 实验目的： 熟悉掌握EDA软件工具Multisim 的仿真测试应用。 熟悉序列信号发生器的工作原理。 学习序列信号发生器的设计方法。 实验仪器设备与主要器件： 实验箱一个；双踪示波器一台；稳压电源一台；函数发生器一台。 4位十进制加法计数器74LS160;4位二进制加法计数器74LS161。 8选1数据选择器74LS251、74LS152、74LS151。 实验内容： 用计数器74LS160设计一个7位巴克码（0100111）的产生电路，画出电路时序图。用示波器观察电路输出的波形。 实验原理： ?先设计计数器。由于序列长度为7，所以选用74LS160设计一个八进制计数器。现采用置零法，有效状态为0000~0110,所以=。 ?然后设计组合输出电路。令计数器计数过程中每一状态的输出符合给定序列要求，用8选一数据选择器74LS251.实现逻辑函数，且数据选择器的数据输入端所置数为： D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0 1 0 0 1 1 1 * 实验电路： 实验分析：如电路图所示，将计数器的输出QCQBQA作用于数据选择器的地址输入端，于是，每计一个数，数据选择器就输出一个预先置好的数据。当CP信号持续不断地加到计数器上，QCQBQA的状态（也即74LS251的地址输入代码）按0000~0110的顺序不断循环，对应的输出也不断地循环：0100111 实验结果与现象： 设计灯光控制逻辑电路。要求红、绿、黄三种颜色的灯在时钟信号作用下按表2—8—2规定的顺序转换状态。表中，1表示“亮”，0表示“灭”。 CP顺序 红 绿 黄 0 0 0 0 1 1 0 0 2 0 1 0 3 0 0 1 4 1 1 1 5 0 0 1 6 0 1 0 7 1 0 0 8 0 0 0 实验原理： ?先设计计数器。从表2—8—2可以看出三个序列信号的序列长度为8，所以选用74LS160设计一个八进制计数器。现采用置零法，有效状态为0000~0111,所以=。 ?然后设计组合输出电路。该电路需产生三个序列信号，所以需要三个数据选择器74LS251。令计数器计数过程中每一状态的输出符合给定序列要求，用8选一数据选择器74LS251.实现逻辑函数，且数据选择器的数据输入端所置数为： 第一片74LS251（即红灯的状态变化）： D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0 1 0 0 1 0 0 1 第二片74LS251（即绿灯的状态变化）： D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0 0 1 0 1 0 1 0 第三片74LS251（即黄灯的状态变化）： D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0 0 0 1 1 1 0 0 实验电路: 实验结果与现象： 小灯泡的发光情况与表2-8-2 灯的顺序转换状态一模一样； 三个序列信号的波形图如下所示： 用移位寄存器74LS194设计产生移位序列信号为10110的序列信号发生器。用发光管显示输出序列信号。画出时序电路图并用示波器观察时序波形。 实验原理： 74LS194的功能表如下： 功能 D S1 S0 CP DIL DIR D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 清除 0 * * * * * * * * * 0 0 0 0 保持 1 0 0 ↑ * * * * * * Q0 Q1 Q2 Q3 预置 1 1 1 ↑ * * D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 左移 1 1 0 ↑ DIL * * * * * Q1Q2 Q3DIL 右移 1 0 1 ↑ * DIR * * * * DIRQ0Q1 Q2 所要产生的序列信号为10110，所以可利用Q3输出序列信号，如下图所示，已知Q3，再根据74LS194的功能可以依次确定DIL以及Q3Q2Q1Q0的状态，可知Q3Q2Q1Q0的状态形成了一个循环1011→0101→1010→1101→0110。 N Q0 Q1 Q2 Q3 DIL 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 2 0 1 0 1 1