顺序脉冲发生器
脉冲序列发生器设计
摘要脉冲序列检测器广泛应用于现代数字通信系统中,随着通信技术的开展，对多路脉冲序列信号检测要求越来越高。
现代通信系统的开展方向是功能更强、体积更小、速度更快、功耗更低,大规模可编程逻辑器件FPGA器件的集成度高、工作速度快、编程方便、价格较低，易于实现设备的可编程设计，这些优势正好满足通信系统的这些要求。
随着器件复杂程度的提高,电路逻辑图变得过于复杂,不便于设计。
VHDL(VHSIC Hardware Description Language)是随着可编程逻辑器件的开展而开展起来的一种硬件描述语言。
VHDL具有极强的描述能力,能支持系统行为级、存放器输级和门级三个不同层次的设计,实现了逻辑设计师多年来梦寐以求的“硬件设计软件化〞的愿望,给当今电子通信系统设计带来了革命性的变化。
本文针对传统的脉冲序列检测器方案,提出了一种基于对脉冲序列检测器设计的新方案，该方案相对于传统的设计方法更适合于现代数字通信系统,不但大大减少了周边的设备,也使系统设计更加灵活,稳定性更好,性价比更高,可以满足多种环境下的检测系统的要求。
关键词:多路数据选择器、Multisim、计数器、序列检测器目录摘要 (1)1目录 (1)2.设计内容及设计要求 (2)实验目的 (3)3.2参考电路 (4)3.3实验内容及主电路图 (5)3.4多谐振荡器的介绍 (6)3.5计数器的介绍 (9)3.6数据分析 (12)3.7数据选择器的介绍 (14)4实验结果 (16) (17)设计总结 (18)致谢 (19)参考文献 (20)2设计内容及技术要求1、设计并制作一个脉冲序列发生器，周期性的产生8位长度的任意脉冲序列，脉冲序列可以通过设置电路自由设置。
2、能够检测出设置的脉冲序列，在每出现一次设置的脉冲序列时，点亮一次LED；3、时钟脉冲周期为1HZ；4、对设置的脉冲序列值通过适当的方式进展指示；5、电源：220V/50HZ的工频交流电供电；6、〔直流电源局部仅完成设计仅可，不需制作，用实验室提供的稳压电源调试，但要求设计的直流电源能够满足电路要求〕7、按照以上要求设计电路，绘制电路图，对设计的的电路用Multisim或OrCAD/PspiceAD9进展仿真，用万用板焊接元器件，制作电路，完成调试、测试，撰写设计报告。
02-26.1 顺序脉冲发生器-课件
的循优环点状：态电时路，结它构就比是较一简个单顺，序不脉必冲附发加生译器码。电路。 缺点：使用触发器的数目比较多，状态利用率低，同时 还必须采用能自启动的反馈逻辑电路。
《数字电子技术基础》
第二十六讲 其它常见时序逻辑电路及竞争-冒险现象
波形变坏。
《数字电子技术基础》
第二十六讲 其它常见时序逻辑电路及竞争-冒险现象
◆ 改进方案二： ★ 引入选通脉冲：
选通脉冲的有效时间应与触发器的翻转时间错开。
图3 用中规模集成电路加选通脉冲构成的顺序脉冲发生器 《数字电子技术基础》
第二十六讲 其它常见时序逻辑电路及竞争-冒险现象
◆ 改进方案二：
或脉冲分配器，其功能是把输入的脉冲序列变换 成一组在时间上顺序出现的脉冲。
★ 顺序脉冲发生器在计算机和其它许多数 字系统中都有较广泛的应用，如CPU中指令节拍发 生器，多点参数巡检的通道切换控制信号等。
《数字电子技术基础》
第二十六讲 其它常见时序逻辑电路及竞争-冒险现象
█ 顺序（节拍）脉冲发生器设计
（二）当顺序脉冲数较多时，可以用计数器和译码器组合 成顺序脉冲发生器。
例：
图1 用计数器和译码器组成的顺序脉冲发生器电路图 《数字电子技术基础》
第二十六讲 其它常见时序逻辑电路及竞争-冒险现象
001→000→010
缺点：由于使用了异步 CP 1
2
3
4
5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6
7
8
9
t
计数器，在电路状态转 P0 t
换时三个触发器翻转时
《数字电子技术基础》
第二十六讲 其它常见时序逻辑电路及竞争-冒险现象
格雷码同步八进制计数器顺序脉冲发生器
格雷码同步八进制计数器顺序脉冲发生器一、概述格雷码是一种具有循环特性的二进制代码，具有顺序性和交替性两个特点。
在电子系统中，格雷码作为一种具有抗干扰能力的计数器顺序脉冲发生器，被广泛应用于数字系统、定时器等领域。
本文将介绍一种基于格雷码同步的八进制计数器顺序脉冲发生器的设计原理、实现方法及其应用场景。
二、设计原理1.硬件结构：该脉冲发生器采用基本的数字电路元件，包括计数器、译码器、驱动器和滤波器等。
计数器用于产生时钟信号，译码器用于解码格雷码，驱动器将解码后的信号驱动输出，滤波器用于滤除信号中的噪声。
2.工作原理：首先，计数器产生一个时钟信号，该信号作为整个系统的基准信号。
在时钟信号的上升沿和下降沿，译码器分别输出当前数值的前一个和后一个格雷码数值，驱动器根据译码器的输出信号驱动输出电路，产生顺序脉冲。
由于采用了滤波器，输出信号中的噪声得到了有效抑制。
三、实现方法1.电路设计：根据硬件结构，设计电路图，根据电路图制作电路板，并连接各个元件。
同时，需要选择合适的芯片和电阻电容等元件，确保电路的稳定性和可靠性。
2.编程控制：编写控制程序，实现计数器的计数值控制。
程序应具有定时器和中断功能，以适应不同的应用场景。
同时，需要与硬件电路进行通信，实现格雷码的解码和输出。
3.调试优化：连接电源和测试设备，进行电路调试和优化。
测试过程中应注意测试信号的稳定性和输出脉冲的正确性。
同时，需要不断优化程序和电路设计，提高系统的性能和稳定性。
四、应用场景该脉冲发生器适用于各种需要定时和顺序脉冲的电子系统，如数字钟、数控机床、交通信号灯等。
在这些系统中，该脉冲发生器可以提供准确的定时信号，确保系统的稳定运行。
同时，由于其具有抗干扰能力强的特点，该脉冲发生器还适用于对精度和稳定性要求较高的应用场景。
五、创新点与优势1.创新点：本设计采用了格雷码同步技术，使得脉冲发生器的输出具有更高的顺序性和稳定性。
此外，电路设计简单可靠，易于实现。
基于Multisim的顺序脉冲发生器的虚拟仿真
…
…
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…
…
．
探
婴察一 Ｊ
基于Ｍｕｉｍ 顺序脉冲发生器的虚拟仿真 ｌ ｉ ｔ ｓ
天津铁 道职业技 术学院铁道动 力系 张 磊
【 摘要】介绍 了用 中规模计数器７Ｌ １ ３ ４ Ｓ ６ 和译码器７Ｌ １８ ４ Ｓ ３ 构建８ 路顺序脉冲发 生器 的Ｍｕ ｓ 虚 拟仿真方 案，用仿 真软件 中的虚拟仪器 同时观察和测试 时钟脉冲信号 ｌｉ ｉ ｆｍ 与８ 路脉冲顺序发 生器 的输 出信 号。所述方法 的实际意义是解决 了多路顺序脉冲发生器 的输 出波形无法用实际 电子实验仪器进行分析验证的问题 。 【 关键词】计数嚣７Ｌ １３ ４ Ｓ ６ ；译 码器７Ｌ １８ ４ Ｓ ３ ；顺序脉 冲发 生器 ；Ｍｕ ｉｍ；逻 辑分析仪 ｉｓ ｔｉ
Ｂｉｆ，００５ （） ｒ ｓ ０ ， ２． ｅ ２ ２
作者 简介 ：赵维毅 （９ ８ ） ，女，河南洛 阳人 ， １ ８一 成都 理工大学核技术与 自动化学院在读研究 生，主 要研 究方 向：智 能仪器。
／０２ ２ 电子 世 冉 ２１． ／ ０
一９ 一
Ｉ 一 握 婴察………………………一
Ｍｙ ＱＬ ｓ 数据 库在在 线监 测系统 中的应 用研 究
温 州医学院信 息与工程 学院 毛成光 张理兵 郑王林 钱 继超
【 摘要 】ＭｙＱＬ Ｓ ￣据库和Ｐ １４ ｃ ０ 系统 的应用都 十分 广泛，但是ＭｙＱ 数据库在Ｐ ／０在 线监测 系统中应 用方面的研究 尚不 多。本文 中在 线监测系统硬 件平 台采用 ＳＬ Ｃ １４ Ｐ ／ ０ ，软件平 台采￣Ｗｉｄｗ ２０ 操作 系统 ，首先设计 了一个ＭｙＱＬ Ｃ １４ ｎ ｏ ｓ００ Ｓ ￣在线监测数据库，然后在Ｃ ＋ ｕ ｄ ０ ＋ Ｂ ｉ６ 开发环境 下开发在 线监测应用程序 ，模拟在线监测过 ｌ 程 ，每 隔一段 时间写一条数据库记录，同时在绘 图曲线中实 时更新 ，动态显示。 【 关键词 】在 线监测系统 ； Ｓ Ｌ Ｍｙ Ｑ 数据库 ；Ｃ ＋ ｕ ｄｒ ＋ ｂｉｅ ｌ
[设计]产生脉冲的程序的PLC程序梯形图
![[设计]产生脉冲的程序的PLC程序梯形图](https://img.taocdn.com/s3/m/2dc438044531b90d6c85ec3a87c24028915f85a5.png)
产生脉冲的程序的PLC程序梯形图（1）周期可调的脉冲信号发生器如图5-6所示采用定时器T0产生一个周期可调节的连续脉冲。
当X0常开触点闭合后，第一次扫描到T0常闭触点时，它是闭合的，于是T0线圈得电，经过1s的延时，T0常闭触点断开。
T0常闭触点断开后的下一个扫描周期中，当扫描到T0常闭触点时，因它已断开，使T0线圈失电，T0常闭触点又随之恢复闭合。
这样，在下一个扫描周期扫描到T0常闭触点时，又使T0线圈得电，重复以上动作，T0的常开触点连续闭合、断开，就产生了脉宽为一个扫描周期、脉冲周期为1s的连续脉冲。
改变T0的设定值，就可改变脉冲周期。
图5-6 周期可调的脉冲信号发生器a）梯形图b）时序图（2）占空比可调的脉冲信号发生器如图5-7所示为采用两个定时器产生连续脉冲信号，脉冲周期为5秒，占空比为3：2（接通时间：断开时间）。
接通时间3s，由定时器T1设定，断开时间为2s，由定时器T0设定，用Y0作为连续脉冲输出端。
图5-7 占空比可调的脉冲信号发生器（3）顺序脉冲发生器如图5-8a所示为用三个定时器产生一组顺序脉冲的梯形图程序，顺序脉冲波形如图5-8b所示。
当X4接通，T40开始延时，同时Y31通电，定时l0s时间到，T40常闭触点断开，Y31断电。
T40常开触点闭合，T41开始延时，同时Y32通电，当T41定时15s时间到，Y32断电。
T41常开触点闭合，T42开始延时．同时Y33通电，T42定时20s时间到，Y33断电。
如果X4仍接通，重新开始产生顺序脉冲，直至X4断开。
当X4断开时，所有的定时器全部断电，定时器触点复位，输出Y31、Y32及Y33全部断电。
图5-8 顺序脉冲发生器断电延时动作的PLC程序梯形图大多数PLC的定时器均为接通延时定时器，即定时器线圈通电后开始延时，待定时时间到，定时器的常开触点闭合、常闭触点断开。
在定时器线圈断电时，定时器的触点立刻复位。
如图5-9所示为断开延时程序的梯形图和动作时序图。
产生脉冲的程序的PLC程序梯形图---精品管理资料
产生脉冲的程序的PLC程序梯形图
如图5—6所示采用定时器T0产生一个周期可调节的连续脉冲。
当X0常开触点闭合后，第一次扫描到T0常闭触点时，它是闭合的，于是T0线圈得电，经过1s的延时，T0常闭触点断开.T0常闭触点断开后的下一个扫描周期中，当扫描到T0常闭触点时，因它已断开,使T0线圈失电,T0常闭触点又随之恢复闭合.这样，在下一个扫描周期扫描到T0常闭触点时，又使T0线圈得电，重复以上动作,T0的常开触点连续闭合、断开,就产生了脉宽为一个扫描周期、脉冲周期为1s的连续脉冲.改变T0的设定值，就可改变脉冲周期。
图5—6 周期可调的脉冲信号发生器
a）梯形图 b）时序图
（2）占空比可调的脉冲信号发生器
如图5-7所示为采用两个定时器产生连续脉冲信号，脉冲周期为5秒，占空比为3：2（接通时间：断开时间）.接通时间3s,由定时器T1设定，断开时间为2s，由定时器T0设定，用Y0作为连续脉冲输出端。
图5-7 占空比可调的脉冲信号发生器
a）梯形图 b）时序图
（3)顺序脉冲发生器
如图5—8a所示为用三个定时器产生一组顺序脉冲的梯形图程序，顺序脉冲波形如图5-8b所示。
当X4接通，T40开始延时，同时Y31通电，定时l0s时间到，T40常闭触点断开，Y31断电.T40常开触点闭合，T41开始延时，同时Y32通电，当T41定时15s时间到，Y32断电.T41常开触点闭合,T42开始延时．同时Y33通电，T42定时20s时间到,Y33断电。
如果X4仍接通，重新开始产生顺序脉冲，直至X4断开。
当X4断开时，所有的定时器全部断电，定时器触点复位,输出Y31、Y32及Y33全部断电。
图5-8 顺序脉冲发生器a）梯形图 b）时序图。
顺序脉冲发生器的常用设计方法
顺序脉冲发生器的常用设计方法
顺序脉冲发生器是一种常用的电子电路，它可以按照预设的顺序输出一系列脉冲信号。
顺序脉冲发生器的设计方法有很多种，下面我将介绍其中几种常用的设计方法。
一、基于计数器的顺序脉冲发生器
基于计数器的顺序脉冲发生器是一种简单常用的设计方法。
它的原理是利用计数器的计数功能，按照预设的计数顺序输出脉冲信号。
具体实现时，可以使用可编程逻辑器件（如FPGA、CPLD）或者集成电路（如74LS90）来实现计数器功能。
通过设置计数器的初始值、计数方向、计数模式等参数，可以实现不同的顺序脉冲输出。
二、基于时序控制的顺序脉冲发生器
基于时序控制的顺序脉冲发生器是一种更加灵活的设计方法。
它的原理是利用时序控制电路，按照预设的时序输出脉冲信号。
具体实现时，可以使用时序控制器（如555定时器、可编程时钟芯片）或者微控制器来实现时序控制功能。
通过设置时序控制器的参数，可以实现不同的顺序脉冲输出。
三、基于状态机的顺序脉冲发生器
基于状态机的顺序脉冲发生器是一种更加高级的设计方法。
它的原理是利用状态机的状态转移功能，按照预设的状态转移顺序输出脉冲信号。
具体实现时，可以使用可编程逻辑器件（如FPGA、CPLD）或者微控制器来实现状态机功能。
通过设置状态机的状态转移表、状态转移条件等参数，可以实现不同的顺序脉冲输出。
以上是三种常用的顺序脉冲发生器的设计方法。
不同的设计方法各有优缺点，具体应用时需要根据实际情况选择合适的设计方法。
设计1101001序脉冲发生器
设计1101001序脉冲发生器
要设计一个1101001序脉冲发生器，需要考虑以下几个方面：
1.序脉冲发生器的工作原理：序脉冲发生器是一种用于生成满足特
定条件的脉冲序列的电子设备。
2.序脉冲发生器的电路设计：根据你想要生成的脉冲序列的条件，
需要设计电路来实现这些条件。
例如，如果你想要生成1101001序列，你可能需要使用一个移位寄存器和一个或多个选择器来实现这个序列。
3.序脉冲发生器的控制方式：序脉冲发生器可以通过手动控制或自
动控制来生成脉冲序列。
如果你想要手动控制序脉冲发生器，你可能需要使用按钮或开关来实现。
如果你想要自动控制序脉冲发生器，你可能需要使用计数器或循环器来实现。
4.序脉冲发生器的输出方式：序脉冲发生器可以通过各种方式输出
脉冲序列，例如通过显示屏或打印机输出。
你需要考虑你希望如何输出脉冲序列，并设计相应的电路来实现。
此外，你还需要考虑序脉冲发生器的其他可能的功能，例如可编程功能、频率控制功能和时序控制功能等。
你还需要考虑序脉冲发生器的外形和尺寸，并设计电路板和外壳来实现你的设计。
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单元7 顺序脉冲发生器及其应用
7-1 基本理论: 顺序脉冲发生器原理
在数控装置和数字计算机中，往往需要机器按照人们事先规定的顺序进行运算和操作，这就要求控制电路不仅能正确的发出各种控制信号，而且要求这些控制信号在时间上有一定的先后顺序，能完成这样功能的电路称为顺序脉冲发生器。
F7-1 异步计数器构成顺序脉冲发生器
顺序脉冲发生器一般由计数器和译码器两部分组成。
1.异步计数器构成的顺序脉冲发生器
图F7-1是异步计数器构成的顺序脉冲发生器。
Y0=/Q2•/Q1•/Q0 Y1= /Q2 •/Q1 •Q0
Y2=/Q2•Q1 •/Q0 Y3=/Q2•Q1•Q0
Y4=Q2 •/Q1 •/Q0
顺序脉冲发生器输出串脉冲Y0、Y1、Y2、Y3、Y4的周期由计数器的进制决定，控制执行机构操作时间的长短由驱动计数器的时钟CLK脉冲的周期决定。
由异步计数器构成的分配器有可能在输出端产生竞争冒险现象。
在图F7-1的电路中，由于时钟到来时，各触发器不是同时翻转，每当有两个以上的触发器翻转，就会产生冒险干扰。
如当计数器从001变为010时，若触发器U IA先翻转为0，U2A后翻转为1，那么将出现一个短暂的000状态，Y0将出现一个窄脉冲。
这种冒险干扰脉冲，如不加以抑制或消除，就可能造成
误动作。
Y4
Q2Q1Y3
Q0Y2
23Y0
18
4
05
7CLK 6顺序脉冲发生器波形图Y1
顺序脉冲发生器的时序图
要克服竞争冒险现象，通常的是改变计数器的电路形式，如采用环形计数器、扭环计数器。
2. 由扭环计数器构成的顺序脉冲发生器
图F7-2是数控插补器中的顺序脉冲发生器电路。
在数控中做插补运算时，每走一步，都要进行以下四个节拍：判别、进给、运算、判别，这四个节拍分别用t1 、t2、t3、t4表示。
其波形图如下。
根据时序图可以看出，有11个计数状态。
需要六位扭环计数器，构成11进制计数器。
clk 12
3
t4
4
t35
t26
t17
8
9
10
11
12
13
插补器的时序图
其状态表如后表。
冲个数为12
L S04
F7-3F7-3 计数器状态图
根据状态表,应用观察法写出输出信号的逻辑表达式:
5
4422
1104)(321Q Q t CP Q Q t Q Q t Q Q t ∙=∙+=∙=∙=
3. 交通灯控制器
为保证南来北往的车辆顺利、畅通的通过，在公路的十字路口都设有交通灯。
南北东西方向的绿、黄、红灯的变化规律如下图。
（说明：南北 ：NS ，东西：EW 绿灯：G ，黄灯：Y ，红灯：R ）
其时序图如后
1CP NSG 1112NSY NSR 102EW Y
EW G
93EW R 84756根据波形图知,计数器循环周期为12。
可选用12进制计数器.本实验用一片74LS164（也可参照图F7-2用两片74LS194）构成组成12进制扭环计数器。
状态表如下：
根据状态表可列出东西、南北方向绿、黄、红灯的逻辑表达式。
东西方向
5
154545
4)
'(Q EWR CP Q Q EWY Q Q EWY Q Q EWG =∙∙=∙=∙= 南北方向
5
154545
4)'(Q NSR CP Q Q NSY Q Q NSY Q Q NSG ==∙=∙= 交通灯控制器的电路图如下：
CP1
F7-4 交通灯控制器
Y=Q4 /Q5 CP1
G=Q4 Q5EW
R=/Q5
G=/Q4 /Q5Y=/Q4 Q5 CP1
R=Q5
习题：
1． 析如图所示电路，试列出状态转换表并写出输出信号T1、T2、T3、T4的逻辑表达式。
T1
T2
T3
T4
7-2 实验顺序脉冲发生器、交通灯控制器7-2.1实验目的
1.掌握顺序脉冲发生器的特点和工作原理。
2.掌握交通灯控制器的工作原理及电路组成。
3.了解竞争冒险现象。
7-2.2实验内容及步骤
1异步计数器构成的顺序脉冲发生器
按图F7-1接好线，用TDS220数字示波器观察输出端Y0、Y4的波形并作记录，解释产生的竞争冒险现象的原因。
µ¥Âö³å
F7-1 Ò첽˳ÐòÂö³å·¢ÉúÆ÷
2. 用于插补器的顺序脉冲发生器
1)按图F7-2接好线。
t1、22、t3、t4接LED发光二极管，计数脉冲接单脉冲。
清零端接
复位开关。
L S04
F7-2 插补器的顺序脉冲发生器
2)先清零，按动单次脉冲，使计数器工作。
3)观察T1、t2、t3、t4的状态并做记录，验证结果是否正确。
2交通灯控制器
图F7-4是交通灯控制器的电路，M=12的扭环计数器由74LS164 （也可参照图F7-2由两片74LS194）构成。
依下图接好线。
各输出接LED发光二极管，计数脉冲接单脉冲。
清零端接复位开关。
1)先按复位开关，清零。
2)发单脉冲，观察输出端的情况并记录。
验证结果是否正确
7-2.4实验器材
1NET-I数字电子技术实验箱
2直流稳压电源GPC-3030D
3数字示波器TDS-220
4集成电路：74LS74 74LS194 74LS08 各2片
74LS00 74LS04 74LS32 74LS164 74LS138 各1片
CP1 F7-4 交通灯控制器Y=Q4 /Q5 CP1
G=Q4 Q5 EW
R=/Q5G=/Q4 /Q5
Y=/Q4 Q5 CP1R=Q5
7-2.5实验报告要求
1.分析译码器输出产生竞争冒险现象的原因。
2.作出交通灯控制器的状态表。