数字电路设计实践报告

数字电路设计实践报告

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内容

1.设计题目

设计一串行数据检测电路。我们组的代码是：0110

2.小组成员分工：大家共同合作，并没有明确分工。

3.电路分析设计过程，包括逻辑抽象、状态转换图、状态转换表、卡若图化简、逻辑函数式、具体是实现电路图、能否自启动等.

（1）分析设计要求，确定输入输出变量

根据题意，该电路只有一个输入变量A，代表二进制输入序列；有一个输出变量Y，表示检测结果，检测到“0110”系列事，Y=1。

若输入序列A：11001011011010

则输出系列Y：00000000100100

（2）形成原始状态表

该电路需要记忆的输入信号0，1,011,0110，加上初始状态，总共5个状态。S0为初始状态，即未收到0的状态；S1为接收到0的状态；S2为连续收到01的状态；S3为连续收到011的状态；S4为连续收到0110的状态。

将状态转换图转换成状态转换表：

由状态转换表可知S1与S4是等价的，所以化简状态转换图如下： A/Y

现取Q0Q1=00表示S0，Q0Q1=01表示S1，Q0Q1=10表示S2，Q0Q1=11表示S3，并以状态编码代替状态转换表中的S0、S1、S2和S3。下一步就是由化简的状态转换图画出以下的真值表：

又由真值表可得到电路的状态方程、输出方程和驱动方程。 状态方程：

Q0*的卡诺图

Q0*=AQ0Q1’+AQ0’Q1

Q1*的卡诺图

Q1*=A ’+Q0Q1’

输出方程：

Y 的卡诺图

Y=A ’Q0Q1

在求驱动方程时，必须首先要选定触发器逻辑功能的类型，因为不同逻辑功能的触发器驱动方式不同，所以在满足同样的状态方程条件下，驱动方程的形式是不同的。

我们小组将采用D 触发器来组成这个电路，这时就需要将状态方程化成与D 触发器的特性方程Q*=D 相对应的形式，然后从中找出与D 对应的逻辑函数式。因此我们将状态方程换成：

D0= Q0*=AQ0Q1’+AQ0’Q1=((AQ0’Q1)’(AQ0Q1’)’)’ D1= Q1*=A ’+Q0Q1’=(A(Q0Q1’)’)’

最后根据三个方程式画出相应的如下电路图

4.仿真结果

5.实验所用到的逻辑器件，集成芯片等

导线，74LS00两输入四与非门芯片，74LS20四输入两与非门芯片，74LS74双D触发器芯片，数字电路实验装置台

6.实验结论

当遇到0110时输出为1，其余情况为0

7.设计过程中遇到的困难及解决方法

我们组的成员最初拿到题目时无法理解题目，而使无法下笔，但我们通过到图书馆查询资料、向别人请教和大家一起讨论，做出了此

实验。

当我们将状态转换图、表，真值表，方程做完后，最先我们组选择的是JK触发器，可是当我们用Multisim仿真画出电路图时，发现运行的结果并不是理想的结果。所以我们一起仔细的检查前面的步骤，最后发现在运算逻辑表达方程时，在化JK触发器的特性方程时出了错误，同时发现运用JK触发器不如D触发器容易。后来我们选择了D触发器，并在Multisim仿真上完成了理想的实验。最后我们到实验室调试了我们的实验电路，并顺利完成了实验内容。