东南大学数字电路实验报告(五)
东南大学电工电子实验中心
实验报告
课程名称：数字逻辑电路实验
第五次实验
实验名称：时序逻辑电路设计
院（系）：电气工程专业：电气工程及自动化姓名：学号：
实验室: 104 实验时间：2013年12月13日
评定成绩：审阅教师：
一、实验目的
1.掌握时序逻辑电路的一般设计过程；
2.掌握时序逻辑电路的时延分析方法，了解时序电路对时钟信号相关参数的基本
要求；
3.掌握时序逻辑电路的基本调试方法；
4.熟练使用示波器和逻辑分析仪观察波形图，并会使用逻辑分析仪做状态分析。
二、实验原理
1.时序逻辑电路的特点（与组合电路的区别）：
——具有记忆功能，任一时刻的输出信号不仅取决于当时的输出信号，而且还取决于电路原来的值，或者说还与以前的输入有关。
2.时序逻辑电路的基本单元——触发器（本实验中只用到D触发器）
触发器实现状态机（流水灯中用到）
3.时序电路中的时钟
1)同步和异步（一般都是同步，但实现一些任意模的计数器时要异步控制时
钟端）
2)时钟产生电路（电容的充放电）：在内容3中的32768Hz的方波信号需要
自己通过电路产生，就是用到此原理。
4.常用时序功能块
1)计数器（74161）
a)任意进制的同步计数器：异步清零；同步置零；同步置数；级联
b)序列发生器
——通过与组合逻辑电路配合实现（计数器不必考虑自启动）
2)移位寄存器（74194）
a)计数器（一定注意能否自启动）
b)序列发生器（还是要注意分析能否自启动）
三、实验内容
1.广告流水灯
a.实验要求
用触发器、组合函数器件和门电路设计一个广告流水灯，该流水等由8个LED组成，工作时始终为1暗7亮，且这一个暗灯循环右移。
①写出设计过程，画出设计的逻辑电路图，按图搭接电路。
②将单脉冲加到系统时钟端，静态验证实验电路。
③将TTL连续脉冲信号加到系统时钟端，用示波器和逻辑分析仪观察并记录
时钟脉冲CLK、触发器的输出端Q2、Q1、Q0和8个LED上的波形。
b．实验数据
①设计电路。
1）问题分析
流水灯的1暗7亮对应8个状态，故可采用3个触发器实现；而且题目要求输出8个信号控制8个灯的亮暗，故可以把3个触发器的输出加到3-8译码器的控制
端，对应的8个译码器输出端信号控制8个灯的亮暗。
2）状态转化图如下：
00011110 Q1Q0
Q2
0001010100011 1101110000111电路图如下：
经实验论证，可实现功能。
逻辑分析如下：
2.序列发生器
实验要求
用触发器设计一个具有自启动功能的01011序列发生器。
An Bn Cn Dn An+
1
B
n+1
C
n+1
D
n+1
01011011
10110110
01101101
11011010
10100101
用Multisim进行化简处理，得：
An+1=Bn；Bn+1=Cn；Cn+1=Dn
Dn+1=An'+Dn'=（An+Dn）'
电路设计如下：
波形图如下：
0 1 0 1 1 0 1 0 1 1
3.智力竞赛抢答器
设计图如下：
经实验论证，可实现所有功能。
逻辑图如下表：
S1S2S3C Led
1
Led
2
Led
3
0000000 X X X1000 1000100 0100010
+++++++++++++++++++++