实验五--时序逻辑电路实验报告
时序逻辑实验报告
时序逻辑实验报告时序逻辑实验报告引言：时序逻辑是计算机科学中的重要概念，它描述了事件在时间上的顺序和发生关系。
在本次实验中，我们将探索时序逻辑的基本原理，并通过实际的电路设计和仿真来加深对其理解。
实验一：时钟信号的生成和分频时钟信号是时序逻辑中的基础，它提供了时间参考，使得电路中的各个元件能够按照特定的时间序列进行操作。
在本实验中，我们首先学习了如何通过计数器和分频器生成时钟信号。
通过调整分频器的参数，我们可以得到不同频率的时钟信号，并观察其对电路行为的影响。
实验二：时序逻辑电路的设计在本实验中，我们将学习如何设计时序逻辑电路。
时序逻辑电路通常由触发器、计数器、状态机等组成，它们能够根据输入信号的变化产生不同的输出。
我们将通过实际的案例来展示时序逻辑电路的设计过程，并使用仿真工具验证其正确性。
实验三：状态机的设计和实现状态机是时序逻辑中常用的模型，它描述了系统根据输入信号的变化而转换的状态。
在本实验中，我们将学习如何设计和实现状态机。
通过定义状态和状态转换条件，我们可以将复杂的系统行为转化为简单的状态转换图，并通过电路实现这些状态转换。
实验四：时序逻辑电路的故障排查时序逻辑电路的故障排查是电子工程师日常工作中的重要环节。
在本实验中，我们将学习如何通过逻辑分析仪和示波器等工具来排查时序逻辑电路的故障。
通过观察信号波形和逻辑分析结果，我们可以确定故障的原因，并采取相应的修复措施。
实验五：时序逻辑电路的应用时序逻辑电路在计算机科学和电子工程中有着广泛的应用。
在本实验中，我们将学习一些时序逻辑电路的典型应用，如计数器、时序多路复用器等。
通过实际的案例，我们可以更好地理解时序逻辑电路在实际系统中的作用和价值。
结论：通过本次实验，我们深入了解了时序逻辑的基本原理和应用。
我们学习了时钟信号的生成和分频，掌握了时序逻辑电路的设计和实现方法，学会了使用工具进行故障排查。
时序逻辑在现代电子系统中起着重要的作用，通过实验的学习，我们对其有了更深入的理解和应用能力。
中小规模时序逻辑电路实验报告
中小规模时序逻辑电路实验报告(一)实验题目：氧气的实验室制取与性质实验目的：教材45页实验器材：教材45页实验步骤：1、氧气的制备1)查：先在水槽中装适量的水，再检查装置的气密性。
2)上装：往试管中放入kmno4，并在试管口放一团棉花。
3)定：固定各仪器(注意，铁夹夹在试管中上部，试管口要略向下倾斜，酒精灯与试管底部的距离)。
4)好像，把两个装满水的集气瓶联同玻璃片后空翻在水槽中。
5)点，点燃酒精灯，先预热，再集中加热。
6)交，等待气泡已连续、光滑的释出时，已经开始搜集，搜集不好后在水中砌上玻璃片抽出正置于桌上。
7)移，先将导管移出水面。
8)攻灭，最后点燃酒精灯。
2、氧气的性质：1)把蔓延到红肿的木炭伸进至氧气瓶中，点燃后倒入石灰水，震荡。
2)点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴，待火柴快燃尽时，再伸入到o2瓶中。
观察铁丝在氧气中燃烧的现象现象：1、木炭在o2中燃烧，发白光、放热、滴入的石灰水变浑浊。
2、细铁丝在氧气中频繁冷却，火星十足，吸热，分解成一种黑色的熔融物。
实验结论：3、可燃物例如：木炭在氧气里冷却，比在空气里冷却更频繁;在空气中无法冷却的物质例如铁却可以在氧气里冷却，表明o2就是一种化学性质较活泼的气体。
熄灭熄灭(二)实验题目：co2的实验室制取与性质实验目的：教材实验器材：教材实验步骤：1、制取二氧化碳1)相连接装置，检查装置的气密性。
2)往试管中装入大理石，倒入占试管容积1/3的稀盐酸，用胶塞塞住管口，观察现象。
3)用向上排在空气法搜集气体，瓶口砌上玻片。
4)验满，备用2、二氧化碳的性质：教材-现象：1、大理石与稀盐酸反应产生大量气泡，大理石逐渐增大。
2、烧杯内的蜡烛熄灭3、灌入二氧化碳的试管中石蕊变白，冷却后红色渐渐消失4、石灰水中通入气体后变浑浊。
实验结论：1、大理石与稀盐酸的反应：caco3+2hcl=cacl2+co2↑+h2o能够并使回应石灰水变小混浊的气体2、二氧化碳是一种密度比空气大、能溶于水、不支持燃烧、(三)实验题目：冷却的条件实验目的：教材实验器材：教材实验步骤：1、用棉花分别沾酒精和水，放在酒精灯火焰上冷却片刻，观测现象。
数字逻辑实验报告
数字逻辑实验报告数字逻辑实验报告引言数字逻辑是计算机科学中的重要基础知识，通过对数字信号的处理和转换，实现了计算机的高效运算和各种复杂功能。
本实验旨在通过实际操作，加深对数字逻辑电路的理解和应用。
实验一：二进制加法器设计与实现在这个实验中，我们需要设计一个二进制加法器，实现两个二进制数的加法运算。
通过对二进制数的逐位相加，我们可以得到正确的结果。
首先，我们需要将两个二进制数输入到加法器中，然后通过逻辑门的组合，实现逐位相加的操作。
最后，将得到的结果输出。
实验二：数字比较器的应用在这个实验中，我们将学习数字比较器的应用。
数字比较器可以比较两个数字的大小，并输出比较结果。
通过使用数字比较器，我们可以实现各种判断和选择的功能。
比如，在一个电子秤中，通过将待测物品的重量与设定的标准重量进行比较，可以判断物品是否符合要求。
实验三：多路选择器的设计与实现在这个实验中，我们需要设计一个多路选择器，实现多个输入信号中的一路信号的选择输出。
通过使用多路选择器，我们可以实现多种条件下的信号选择，从而实现复杂的逻辑控制。
比如，在一个多功能遥控器中，通过选择不同的按钮，可以控制不同的家电设备。
实验四：时序电路的设计与实现在这个实验中，我们将学习时序电路的设计与实现。
时序电路是数字逻辑电路中的一种重要类型，通过控制时钟信号的输入和输出，实现对数据的存储和处理。
比如，在计数器中，通过时序电路的设计，可以实现对数字的逐位计数和显示。
实验五：状态机的设计与实现在这个实验中，我们将学习状态机的设计与实现。
状态机是一种特殊的时序电路，通过对输入信号和当前状态的判断，实现对输出信号和下一个状态的控制。
状态机广泛应用于各种自动控制系统中，比如电梯控制系统、交通信号灯控制系统等。
实验六：逻辑门电路的优化与设计在这个实验中，我们将学习逻辑门电路的优化与设计。
通过对逻辑门电路的布局和连接方式进行优化，可以减少电路的复杂性和功耗，提高电路的性能和可靠性。
数电实验五 时序电路测试及研究
实验五 时序电路测试及研究一、实验目的1.掌握常用时序电路分析、设计及测试方法。
2.训练独立进行试验的技能。
二、实验仪器及器件1.仪器：数字电路学习机，双踪示波器。
2.器件：74LS73 双J-K 触发器 2片 74LS175 四D 触发器 1片 74LS10 三输入端三与非门 1片 74LS00 二输入端四与非门 1片三、实验内容1.同步时序逻辑电路的功能测试 按图5.1构成一个同步时序电路。
测试电路的功能，并将结果画成状态转换图的形式。
Y 图5.1同步时序逻辑电路的分析步骤大致如下：1. 了解电路的组成。
包括确定输入输出信号，组合电路的结构，触发器的类型。
2 . 写出组合电路的输出逻辑表达式，触发器的驱动方程及状态方程。
3. 列出真值表。
包括组合电路的输入状态组合及输出状态，以及触发器的次态。
4. 由真值表作出状态图和状态表。
分析确定电路的逻辑功能和特点。
驱动方程：1J=（/Q 2n ）X ，1K=1，2J=Q 1n X ，2K=/X 组合电路的输出：Y=Q 2n X根据状态方程，得Q 1n+1=（/Q 2n ）X （/Q 1n ），Q 2n+1=Q 1n X （/Q 2n ）+XQ 2n因使用了2个触发器，所以设四个状态为S=Q 2Q 1。
其中S0=00，S1=01，S2=10，S3=11。
输入／输出＝Ｘ／Ｙ。
状态转换图为：比较S2和S3两个状态可以发现，在相同的输入条件下，将转换到相同的状态去，并得到相同的输出。
因此这两个状态我们称之为等价状态。
显然，等价状态是重复的，可以合并为一个状态。
所以新的状态转换图为：１／０ 根据状态转换图可以得出结论如下： 当Ｘ＝０时，Ｙ＝０ 状态为００当Ｘ＝１时，状态按 S0→S1→S2的顺序改变， 并且在S2状态时输出为1。
所以该电路的功能为111时，输出为 1。
其余情况下，输出均为0。
2.同步时序逻辑电路的设计图5.2为某同步时序逻辑电路的状态图。
时序电路实验报告
时序电路实验预习报告1 、时序电路组成原理和控制原理是什么？时序逻辑电路通常有组合电路和存储电路组成，控制部分主要有时钟信号及其他初态控制信号控制。
2 、状态图中的控制信号对状态的影响主要是：进行不同状态之间的转换控制，以及电路的工作停止或者单步运行。
3 、对状态机进行设置时应注意的问题：首先，应该确定信号状态、转变的条件，不能将转换条件设定错误，否则容易出现状态机不工作等；其次，注意一些控制信号对状态机的影响，其中dp=1时状态机进行单步运行，tj=1时，状态机停止，qd由1到0时，电路启动为1，状态机处于连续工作状态。
思考题：1.时序电路实行了哪几种启停控制逻辑？实行了启动、单拍、停机等控制信号来控制2.举例说明机器周期、节拍、脉冲？通常定义为从内存中读取一个指令字的最短时间，又称机器周期。
如：完成一个取指令需要6个状态周期，那么该机器的机器周期为6个状态周期。
一个节拍电位表示一个CPU周期的时间。
即与上例中的6个状态周期相同。
在一个节拍电位中又包含若干个节拍脉冲，节拍脉冲表示较小的时间单位。
把一个机器周期分为若干个相等的时间段，每一时间段对应一个节拍信号，称为节拍脉冲信号。
节拍的宽度取决于CPU完成一次基本操作的时间，如ALU完成一次正确的运算，寄存器间的一次传送等。
总而言之，节拍与机器周期等同，节拍脉冲即为机器周期的分成若干相等时间段。
3.单步运行状态如何进入？用途是什么？先将dp=0，tj=0，qd由1到0，然后令dp=1，机器进入单步运行状态。
用途是：每次只读一条指令，能观察到微指令的代码与当前微指令的执行结果。
实验日志10月20日今天主要参看了状态机的设定资料，基本学会了怎么样进行状态机的创建基本设定。
但是发现状态机设定中状态向导设定部分需要认真仔细，否则会得到的状态机就会出现各种问题。
10月21日主要进行了实验五中状态机的设定。
设定过程中发现时钟信号和reset 信号必须保留，而且不能进行名字的改变，否则不能进行下一步设定。
时序电路实验报告
实验5时序电路实验预习实验报告疑问：1、时序电路的组成原理和控制原理分别是什么？2、计算机中的周期，节拍和脉冲之间有什么关系？实验报告一、波形图：参数设置：Endtime:2.0us Gridsize:25.0ns信号设置：clk：时钟信号，设置周期为25ns占空比为50%。
reset: 重置信号，用于清除当前状态机的状态，二进制输入，高电平有效。
qd：启动信号，用于启动状态机，二进制输入，低电平有效。
tj：停机控制信号，用于使状态机保持当前状态，二进制输入，高电平有效。
dp：单拍执行信号，用于使状态机输出且仅输出一次脉冲，二进制输入，高电平有效。
t1，t2，t3，t4：节拍脉冲信号，二进制输出，高电平时有效。
仿真波形１．初始状态(0-25ns)：reset=1,qd=1,tj=0,dp=0，此时为初始化状态，无输出;２．启动(25-550ns)：保持reset=0,使qd=0，则四个节拍脉冲依次有效；３．停机(550-650ns)：保持tj=1，则节拍脉冲停留在t2的状态；４．单拍(650-1000ns)：恢复tj，使dp=1，则经过一个周期的节拍脉冲后不在产生节拍脉冲；５．单拍(1000-1750ns)：使qd=0再次启动状态机,保持dp=1,则输出一个周期的节拍脉冲后将不再有节拍脉冲输出，在单拍状态为结束时再次使qd=0，启动状态机，最后恢复dp，也不再有节拍脉冲出现，此时，节拍的出现主要由qd来控制。
６．重置(1750-2000ns)：使reset=1，此时，所有状态都恢复到初始值。
结论：本实验的设计能正确实现模拟状态机的重置，启动，停机，单拍功能，故电路设计正确。
二、实验日志预习疑问解答：1、 时序电路的组成原理和控制原理分别是什么？答：各种计算机的时序电路不同，但基本结构一样。
时序电路实验的功能就是产生一系列的节拍点位和节拍脉冲，它一般由时钟脉冲源，时序信号产生电路，节拍脉冲和读写时序译码逻辑，启停控制电路等部分组成。
实验时序电路实验报告
实验时序电路实验报告摘要：时序电路是数字电路中的一种重要电路，它负责控制系统中各个部件和信号的时序关系。
本实验旨在通过设计和实现一个简单的时序电路，加深对时序电路原理的理解，并掌握时序电路设计的基本方法和步骤。
在实验中，我们采用了JK触发器和计数器等器件，通过逻辑电平的高低和输入信号的输入顺序来实现不同的时序控制功能。
通过实验我们发现，在正确配置和连接时序电路的各个部件后，时序电路可以准确地按照预定的时序顺序进行工作，实现了预期的控制效果。
一、实验目的1. 了解时序电路的基本概念和工作原理；2. 掌握JK触发器和计数器的基本特性和设计方法；3. 设计和实现一个简单的时序电路。
二、实验器材和设备1. 实验台板2. 集成电路（IC）：7404、74107、741613. 电源、导线等三、实验原理1. 时序电路简介时序电路又称为序贯电路，是数字电路中按照一定的时序和顺序进行工作的电路。
它根据输入信号和内部时钟信号的时序关系来控制系统的输出，能够实现各种复杂的逻辑控制功能。
时序电路对时钟信号的边沿触发具有较高的要求，通常使用触发器作为时序电路的基本单元。
2. JK触发器JK触发器是一种常用的时序电路元件，具有两个正反馈输入端（J和K）和两个输出端（Q和Q'）。
JK触发器的工作原理是当时钟触发信号为上升沿时，J、K输入信号控制Q输出端的电平状态。
3. 计数器计数器是一种常用的时序电路模块，它可以根据时钟信号的输入进行计数，并输出对应的计数结果。
常见的计数器有二进制计数器、十进制计数器等。
四、实验内容和步骤1. 实验电路的设计根据实验要求和所学知识，设计一个简单的时序电路。
本实验中，我们设计一个由两个JK触发器和一个计数器构成的时序电路。
其中，JK触发器用于接收输入信号和时钟信号，并根据输入信号的顺序和时钟信号的边沿触发生成输出信号；计数器用于对输入信号的个数进行计数，并根据计数结果控制输出信号的状态。
计算机组成原理 实验报告
计算机组成原理实验报告计算机组成原理实验报告引言计算机组成原理是计算机科学与技术专业中的一门重要课程，通过实验学习可以更好地理解和掌握计算机的基本原理和结构。
本实验报告将介绍我在学习计算机组成原理课程中进行的实验内容和实验结果。
实验一：二进制与十进制转换在计算机中，数据以二进制形式存储和处理。
通过这个实验，我们学习了如何将二进制数转换为十进制数，以及如何将十进制数转换为二进制数。
通过实际操作，我更深入地了解了二进制与十进制之间的转换原理，并且掌握了转换的方法和技巧。
实验二：逻辑门电路设计逻辑门电路是计算机中的基本组成部分，用于实现不同的逻辑运算。
在这个实验中，我们学习了逻辑门的基本原理和功能，并通过电路设计软件进行了实际的电路设计和模拟。
通过这个实验，我深入理解了逻辑门电路的工作原理，并且掌握了电路设计的基本方法。
实验三：组合逻辑电路设计组合逻辑电路是由多个逻辑门组合而成的电路，用于实现复杂的逻辑功能。
在这个实验中，我们学习了组合逻辑电路的设计原理和方法，并通过实际的电路设计和模拟，实现了多个逻辑门的组合。
通过这个实验，我进一步掌握了逻辑电路设计的技巧，并且了解了组合逻辑电路在计算机中的应用。
实验四：时序逻辑电路设计时序逻辑电路是由组合逻辑电路和触发器组合而成的电路，用于实现存储和控制功能。
在这个实验中，我们学习了时序逻辑电路的设计原理和方法，并通过实际的电路设计和模拟，实现了存储和控制功能。
通过这个实验，我进一步了解了时序逻辑电路的工作原理，并且掌握了时序逻辑电路的设计和调试技巧。
实验五：计算机指令系统设计计算机指令系统是计算机的核心部分，用于控制计算机的操作和运行。
在这个实验中，我们学习了计算机指令系统的设计原理和方法，并通过实际的指令系统设计和模拟，实现了基本的指令功能。
通过这个实验，我深入了解了计算机指令系统的工作原理，并且掌握了指令系统设计的基本技巧。
实验六：计算机硬件系统设计计算机硬件系统是由多个模块组成的，包括中央处理器、存储器、输入输出设备等。
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实验五时序逻辑电路(计数器和寄存器)-实验报告
一、实验目的
1．掌握同步计数器设计方法与测试方法。
2．掌握常用中规模集成计数器的逻辑功能和使用方法。
二、实验设备
设备：THHD-2型数字电子计数实验箱、示波器、信号源
器件：74LS163、74LS00、74LS20等。
三、实验原理和实验电路
1．计数器
计数器不仅可用来计数，也可用于分频、定时和数字运算。
在实际工程应用中，一般很少使用小规模的触发器组成计数器，而是直接选用中规模集成计数器。
2．(1) 四位二进制（十六进制）计数器74LS161（74LS163）
74LSl61是同步置数、异步清零的4位二进制加法计数器，其功能表见表5.1。
74LSl63是同步置数、同步清零的4位二进制加法计数器。
除清零为同步外，其他功能与74LSl61相同。
二者的外部引脚图也相同，如图5.1所示。
表5.1 74LSl61（74LS163）的功能表
清零预置使能时钟预置数据输入输出
工作模式R D LD EP ET CP A B C D Q A Q B Q C Q D
0 ××××（）××××0 0 0 0 异步清零
1 0 ××D A D B D C D D D A D B D C D D同步置数
1 1 0 ××××××保持数据保持
1 1 ×0 ×××××保持数据保持
1 1 1 1 ××××计数加1计数3．集成计数器的应用——实现任意M进制计数器
一般情况任意M进制计数器的结构分为3类，第一类是由触发器构成的简单计数器。
第二类是由集成二进制计数器构成计数器。
第三类是由移位寄存器构成的移位寄存型计数器。
第一类，可利用时序逻辑电路的设计方法步骤进行设计。
第二类，当计数器的模M较小时用一片集成计数器即可以实现，当M较大时，可通过多片计数器级联实现。
两种实现方法：反馈置数法和反馈清零法。
第三类,是由移位寄存器构成的移位寄存型计数器。
4．实验电路：
十进制计数器
同步清零法
同步置数法
六进制扭环计数器
具有方波输出的六分频电路
74LS161(74LS163)
1234568
15141312
11109
V
CC
GND
7
16
R
D
CP A B C D EP
RCO Q
A
Q
B
Q
C
Q
D
ET LD
图5.1 74LS161（74LS163）外部引脚图四、实验容及步骤
1．集成计数器实验
（1）按电路原理图使用中规模集成计数器74LS163和与非门74LS00，连接成一个同步置数或同步清零十进制计数器，并将输出连接至数码管或发光二极管。
然后使用单次脉冲作为触发输入，观察数码管或发光二极管的变化，记录得到电路计数过程和状态的转换规律。
（2）根据电路图，首先用D触发器74LS7474构成一个不能自启的六进制扭环形计数器，同样将输出连接至数码管或发光二极管。
然后使用单次脉冲作为触发输入，观察数码管或发光二极管的变化，记录得到电路计数过程和状态的转换规律。
注意观察电路是否能自启，若不能自启，则将电路置位有效状态。
接下来再用D触发器74LS7474构成一个能自启的六进制扭环形计数器，重复上述操作。
2．分频实验
依据实验原理图用74LS163及74LS00组成一个具有方波输出的六分频电路。
选择适当时钟输入方式及频率（CP接连续波脉冲），用双踪示波器观察并记录时钟与分频输出信号的时序波形。
五、实验结果及数据分析
1．集成计数实验
同步清零和同步置数的十进制加一计数器状态转换过程分别如下所示：
六进制扭环形计数器的状态转换过程如下：
不能自启的计数状态转换图能够自启的状态转换图
分频实验成功实现了六分频输出，始终和输出波形如下所示：
六、实验总结及改进
本次试验比较成功，通过本次试验，我掌握了同步计数器设计方法与测试方法，还掌握了常用中规模集成计数器的逻辑功能和使用方法，本次试验使我对数字电路设计有了更加深刻的理解，加深了我对相关数电理论的认识，增加了学习数字电子技术的兴趣。
本次实验中，关于同步置数的加一计数器和分频电路，都存在另外的设计思路，这也体现了数字电路设计中的多样性，因此在实际设计中，我们应该努力拓展自己的思路，应用多种角度去思考，以便设计出更加合理高效的电路。
七、实验思考题解答
（1）同步计数器与异步计数器有何区别？计数器与分频器有何区别？
同步计数器与异步计数器的主要区别在于：同步计数器电路采用统一的时钟脉冲，而异步计数器则没有统一的时钟脉冲。
分频器的时钟脉冲CP一定是周期信号，则输出信号也是周期性，输出信号的周期是输入信号周期的M倍，反过来输出信号的频率是输入信号频率的M 分之一。
计数器的时钟脉冲CP不一定是周期信号，可以是随机脉冲，称为计数脉冲，则输出信号也不一定是周期性。
计数器工作目的是纪录计数脉冲个数（递加或递减）以及产生溢出（进位或借位）信号。
（2）集成计数器的同步清零和异步清零有和区别？
同步清零的实现需要等待触发信号的触发，而异步清零则可直接将电路状态置零，不需要触发输入。
（3）如何判断计数器能否自启动?
从电路的任意状态开始，经过有限次状态变换，电路能够进入有效状态循环，则说明此电路能够自启。
（3）简述用双踪示波器测试多路信号的时序波形的方法。
用双踪示波器同时观察两个频率有倍数关系的信号时,一般选用频率较低的信号作为示波器的部同步信号。
这样操作比较容易得到稳定的观察波形。
（4）在利用数码管或发光二极管观察电路的状态转换规律及用示波器观察时序波形时，时钟输入方式及频率应如何选择？
电路状态较少时应选数码管或发光二极管以单次脉冲作为触发输入观察状态转换规律，对于复杂的状态转换，
，应选用双踪示波器，以低频时钟信号作为同步信号，观察记录输出与输入时钟信号时序关系和电路状态转换规律。