序列脉冲发生器.doc

河北联合大学轻工学院 信息科学技术部 课程设计说明书 设计题目 序列信号发生器 班 级 姓 名 学 号 指导教师 2013年12月31日  时间 2013.12.31-2014.1.10 地点 电气信息实验中心 课程设计内容 课程设计目的 通过本课程设计，能够综合运用所学理论知识，拓宽知识面，系统地进行电子电路的工程实践训练，培养工程师的基本技能，提高分析问题和解决问题的能力。 课程设计要求 本课程设计分为实际设计与虚拟仿真两个环节。 实际设计应使学生学会电子系统设计的基本设计方法，包括：方案的选择、框图的绘制、单元电路的设计、元器件的选择等方面。 虚拟仿真环节应使学生学会使用电路仿真分析软件（Multisim）在计算机上进行电路设计与分析的方法。要求学生所选课题必须在计算机上通过虚拟设计确定设计方案，通过虚拟仿真建立系统，完成设计要求。 课程设计内容 一） 序列信号发生器的原理介绍 1.1序列信号发生器的原理介绍 在数字电路设计中，有些时候需用一组非常特殊的数字信号。一般情况下我们就将这种特殊的串行数字信号叫做序列信号。生成这样的一组特定序列信号的电路叫做序列信号发生器。 序列信号发生器的设计方法有多种： (1)使用环形计数器设计“1000…0” 型序列信号发生器; (2)使用扭环计数器设计“11…100…0”型序列发生器； (3)任意类型的序列发生器 a.使用D触发器设计序列发生器 b.使用计数器和多路复用器设计序列发生器 c.用移位寄存器和反馈组合电路（分立门电路，译码器，多路复用器）设计 1.2 计数器介绍 在设计数字电路时用的比较多时序电路可能就是计数器。它不仅可以用于对时钟脉冲计数，也可以用于分频、节拍脉冲以及脉冲序列还有就是进行数字运算。总之用法非常的广泛，计数器的种类非常繁多。计数器可以分为同步计数器和异步计数器这样2种。在同步计数器中，当时钟脉冲输入时触发器翻转是同步发生的。然而在异步计数器中，触发器的翻转有先后顺序，不是在同一时间发生的。另外计数器还有三种。随着计数脉冲的不断输入而作增加计数的叫做加法计数器，做减少计数的叫做减法计数器，可以增加 也可以减少的叫做可逆计数器。 1.3 数据选择器介绍 在数字电路的设计过程中，有时候我们要从一组输入数据中选出一个出来，这个时候我们就要用到数据选择器。常见的数据选择器有四类型。4选1、2选1、8选1、16选1，这四种类型。就8选1数据选择器而言，它有三个地址段A、B、C，8个数据端，一个输出端。 8选1数据选择器：D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7为数据输入端；A2,A1,A0为地址信号输入端，Y为输出端。 二） 序列发生器的设计与仿真 2.1实验要求 设计一个信号发生器电路，是之在一系列CLK信号作用下能周期的输出“0010110111”的序列信号。 用电路仿真分析软件（Multisim）在计算机上实现集成芯片74LS160、74LS151的逻辑功能； 然后再做其余内容。要求有原理分析、设计过程和设计说明。 电路图必须用仿真软件绘制，并截图粘贴到Microsoft Word中。 2.2 利用74160及74151芯片设计序列发生器 本次实验，运用了74160计数器以及74151数据选择器，通过MAX+PLUSⅡ找到它们的逻辑图，来开始设计编译电路。 （1）74160计数器是同步式预置数计数器，74160的逻辑图如图2.1所示，74160的功能表如表2.1所示。 图2.1 74LS160芯片 图2.2 74LS151芯片 表2.1 74LS160的功能表 输入 输出 CR反 LD反 ET EP CLK D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 0 × × × × × × × × 0 0 0 0 1 0 × × ↑ d0 d1 d2 d3 d0 d1 d2 d3 1 1 1 1 ↑ × × × × 计数 1 1 0 × × × × × × 触发器保持，co=0 1 1 1 0 × × × × × 保持 （2）74151数据选择器，它的引脚排列如图2.2所示。74151芯片的真值表如表2.2所示。 表2.2 74LS151真值表 2.3设计步骤 序列长度是10，故有10个状态，状态图解如图2.4所示，可作状态转换表如表2.3其中状态依次分配为“0000”～“1001”。 图2.3