序列信号发生器
序列信号发生器,之d触发器异步复位和异步置位
序列信号发生器,之d触发器异步复位和异步置位
在序列信号发生器中，D触发器是一种常用的元件。
它可以在时钟的控制下接受一个输入信号D，并将其延迟一个时钟周期后输出到Q端。
D触发器可以通过异步复位（Asynchronous Reset）和异步置
位（Asynchronous Set）来控制其输出。
异步复位指的是在不考虑时钟的情况下，通过一个特定的输入信号将D触发器的输出强制置为特定的状态，通常是低电平。
这个输入信号可以是一个单独的复位信号，当复位信号为高电平时，D触发器的输出被复位为低电平。
异步复位是一种强制复位的方法，它不受时钟控制。
当复位信号为低电平时，D触发器的输出会恢复到正常的工作状态。
异步置位指的是在不考虑时钟的情况下，通过一个特定的输入信号将D触发器的输出强制置为特定的状态，通常是高电平。
这个输入信号可以是一个单独的置位信号，当置位信号为高电平时，D触发器的输出被置位为高电平。
异步置位是一种强制置位的方法，它不受时钟控制。
当置位信号为低电平时，D触发器的输出会恢复到正常的工作状态。
异步复位和异步置位可以通过控制相关的输入信号来实现序列信号发生器的复位和置位功能，从而调整其输出序列或重置其状态。
南昌大学M序列信号发生器实验报告
南昌大学信息工程学院M序列信号发生器课程设计班级：姓名：学号：基于MULTISIM的序列信号发生器实验目的实验要求实验元件实验原理MLTISIM知识简介MLTISIM中仿真仪器实验设计仿真分析仿真电路示波器显示输出波形实验结果实验结论实验感想一、实验目的：1、掌握M序列信号产生的基本方法2、利用MULTISIM产生M序列信号，设计电路做成M序列信号发生器3、掌握M序列 0 状态消除的基本手段二、实验要求：在MULTISIM中采用移存器自启动电路设计仿真M=31序列信号发生器电路，采用虚拟逻辑分析仪观察波形输出。
要求自制时钟脉冲信号，并能清楚地观察到M序列稳定的波形。
采用EDA进行图形仿真，硬件电路来实现。
三、实验元件函数发生器，双端输入示波器，74LS30，74LS164,74LS005V直流电源四、实验原理1、MULTISIM 软件的简介在众多的 EDA 设计和仿真软件中，MULTISIM 软件以其强大的仿真设计应用功能，在各高校电信类专业电子电路的仿真和设计中得到了较广泛的应用。
软件及其相关库包的应用对提高学生的仿真设计能力，MULTISIM更新设计理念有较大的好处。
MULTISIM（电子工作平台）软件，最突出的特点是用户界面好，各类器件和集成芯片丰富，尤其是其直观的虚拟仪表是 MULTISIM 软件的一大特色。
它采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取。
MULTISIM 软件所包含的虚拟仪表有：示波器，万用表，函数发生器，波特图图示仪，失真度分析仪，频谱分析仪，逻辑分析仪，网络分析仪等。
这些仪器的使用使仿真分析的操作更符合平时实验的习惯。
电子设计自动化（EDA）技术，使得电子线路的设计人员能在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计。
是在计算机辅助设计EDA（CAD）技术的基础上发展起来的计算机设计软件系统。
设计序列信号发生器
澳 門 科 技 大 學MACAU UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGYAvenidaWai Long, Taipa, Macau Faculty of Information Technology数码电子学实验设计序列信号发生器报告人：XXX一．具体要求要求用D 触发器和门电路设计一个产生1101001序列（序列左边先输出）的序列发生器。
二．实验目的1.熟悉原理图输出法；2.了解可编程器件的实际应用。
三．实验准备1.详解D 触发器 ①电路组成为了避免同步RS 触发器同时出现R 和S 都为1的情况，可在R 和S 之间接入非门G1，如图1所示，这种单输入的触发器称为D 触发器。
图2为其逻辑符号。
D 为信号输入端。
G1 G2 G3图1：D 触发器逻辑图 图2：D 触发器逻辑符号②逻辑功能在CP=0时，G2，G3被封锁，都输出1，触发器保持原状态不变，不受D 端输入信号的控制。
在CP=1时，G2，G3解除封锁，可接收D 端输入的信号。
如1=D 时，0=D ，触发器翻到1状态，即Q n+1=1,如0=D 时，1=D ，触发器翻到0状态，即Q n+1=0，由此可列出表1所示同步D 触发器的特性表。
表1：同步D 触发器特性表由上述分析可知，同步D 触发器的逻辑功能如下：当CP 由0变为1后，触发器的状态翻到和D 的状态相同； 当CP 由1变为0后，触发器保持原状态不变。
③D 触发器的名词来源D 触发器不会发生RS 触发器不确定的情形（S=1,R=1），也不会发生JK 触发器的追跑情况（J=1,K=1),那么为什么成为D 触发器呢？因为输出Q 等于输入D ，但是要经过一个CLOCK 触发之后才产生，在时间上意味着有延迟时间的作用，所以称为D 型（Delay ）触发器。
2.确定移位寄存器的级数n （即需要用多少个寄存器来寄存状态）我们知道，一个D 触发器可以寄存“0”和“1”两种状态，若序列周期为P ，则信号发生器的级数n 应满足2≤P n 。
反馈移位型序列信号发生器的设计实验报告
反馈移位型序列信号发生器的设计实验报告一、实验目的本实验旨在通过搭建反馈移位型序列信号发生器的电路，实现对特定频率的信号进行发生和输出。
同时，借助实验过程中的观测和分析，深入研究反馈移位型序列信号发生器的工作原理和特性。
二、实验原理反馈移位型序列信号发生器的核心原理是利用反馈电路实现信号的周期性变化。
具体来说，电路中包括一定数量的延时器和异或门，每经过一个延时器，信号就会向后移动一个时刻。
同时，异或门则负责将当前信号和之前的信号进行异或运算，实现信号的周期性变化。
通过不断调整延时器的数量和时间，可以实现对特定频率的信号进行发生和输出。
三、实验步骤1.搭建反馈移位型序列信号发生器电路。
2.将正弦波信号输入到反馈移位型序列信号发生器电路中。
3.通过示波器观测反馈移位型序列信号发生器输出的信号，并记录其频率和幅度。
4.根据观测结果，调整延时器数量和时间，实现对特定频率的信号进行发生和输出。
5.重复步骤3和4，直至输出信号符合实验要求。
四、实验结果与分析通过反馈移位型序列信号发生器的电路搭建和实验操作，我们成功实现了对特定频率的信号进行发生和输出。
其中，延时器数量和时间的调整是关键步骤之一。
在实验过程中，我们发现增加延时器数量可以使输出信号的频率更低，而增加延时器时间则会让输出信号的频率更高。
我们还观测到了反馈移位型序列信号发生器的输出信号具有周期性，并且幅度随着时间的增加而逐渐降低。
这是由于信号在电路中传播时，经过多次异或运算后逐渐衰减所导致的。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了反馈移位型序列信号发生器的工作原理和特性，并成功实现了对特定频率的信号进行发生和输出。
在实验过程中，我们需要注意调整延时器数量和时间，以实现对输出信号频率的控制。
此外，我们还应该注意观测输出信号的周期性和幅度变化，以深入了解电路的工作特性。
本次实验为我们深入了解反馈移位型序列信号发生器的原理和特性提供了重要的实践机会，也为我们今后的学习和研究奠定了基础。
序列信号发生器的设计_计算机逻辑设计_[共4页]
![序列信号发生器的设计_计算机逻辑设计_[共4页]](https://img.taocdn.com/s3/m/b5e43cc552d380eb63946d60.png)
1946.3.5 序列信号发生器的设计序列信号是把一组0、1数码按一定规则顺序排列的串行信号。
对于给定的序列信号，设计其发生器一般有两种结构形式：计数型序列信号发生器和移存型序列信号发生器。
计数型序列信号发生器的特点是，所产生的序列信号的长度等于计数器的模值，并可根据需要产生一个或多个序列信号。
先用计数器构成一个模P的计数器，然后辅以多路选择器、译码器或其他门的组合逻辑可以方便地构成各种序列发生器。
（1）选用多路选择器：把要产生的序列按规定的顺序加在多路选择器的输入端，把地址端与计数器的输出端适当地连接在一起，多路选择器的输出能得到所需的序列信号。
（2）选用译码器：把计数器的输出端和译码器的输入相连，将序列信号中为1的信号对应最小项用组合逻辑组合输出。
（3）选用其他门的组合逻辑：直接采用组合逻辑连接计数器的输出。
获得所需要的序列。
【例6.17】采用计数器74163和各种组合逻辑设计产生序列00010111。
解：序列为8位二进制代码，因此，首先构建模8的计数器。
对于同步置数的74163而言，当计数由0000计到0111，即Q A=1,Q B=1,Q C=1时，使用与非门反馈到置数端，使计数器模8计数。
（1）使用多路选择器输出。
如选用8选1多路选择器74151，则将需要产生的序列信号00010111分别接到输入端，将地址端与计数器的输出端低三位适当地连接在一起，如图6.63所示，随着时钟脉冲，多路选择器的输出Z即是所需的序列。
图6.63 使用多路选择器设计计数型序列信号发生器（2）使用译码器输出。
如选用低电平输出有效的译码器74138，则将8位序列00010111中为1的第3、5、6、7位通过与非门连接输出。
如图6.64所示。
图6.62 计数型序列信号发生器。
计数器型序列信号发生器
序列信号发生器
反馈移位型 序列信号发
生器
计数器型序 列信号发生
器
组成与特点 设计
计数器型序列信号发生器
一、计数型序列信号发生器组成与特 点
计数型序列信号发生器能产生多组序列信号,
这是移位型发生器所没有的功能。计数型序列信号
发生器是由计数器和组合电路两部分构成的，在组
合电路输出序列码。序列的长度S就是计数器的模
数。
计数器型序列信号发生器
二、计数型序列信号发生器的设计
计数型序列信号发生器是在计数器的基础上加适当 的反馈网络构成。要实现序列长度为M的序列信号 发生器，其设计步骤为：
1.根据序列码长度S，设计一个模S的计数器。 2.令计数器每一个状态输出符合序列信号要求。 3.根据计数器状态转换关系和序列信号要求设计输
出组合网络。
设计举例一
例5.3.1 设计一个产生110001001110序列码的计数器型 序列码发生器。
一、设计计数器
因序列长度S=12，可选用74161设计一个模12计数器，采 用同步预置法设计M12计数器，有效状态为 QDQCQBQA=0100～1111。
设计举例一
二、令计数器每一个状态与一位序列信号相对应 可列出真值表、对应Z输出的卡诺图。
二、根据真值表写出Z1、Z2、Z3的函数式为下式 ：
设计举例三
三、作出逻辑电路图
设计步骤： 一、先用74161反馈置数法设计M10计数器。 二、令计数器每一个状态与一位序列信号相对应。 三、设计组合输出电路。
设计举例二
列真值表，画出实现F的卡诺图。
Q3 Q2 Q1 Q0 F
Q3Q2
序列信号发生器
Q2* Q1Q0 Q2 00 01 11 10
0
1
11
dd
D2=Q2Q0'+Q1Q0
Y Q1Q0 Q2 00 01 11 10
01 1 1
1
dd
Y=Q2'Q1'+Q1Q0
11
3.1 利用D 触发器设计一个 110100序列信号发生器
5、检查电路的自启动能力
000
001
010
101 电路是自启动的.
100
011
111
6、得到电路图 (略)
110
12
3.2 用计数器和多路复用器器构成序列信号发生器
方法： 1）如果序列长度为 L ，则将计数器接成 L 进制的计数
器：“n1— n1+L”( 置数法或清零法） 2）将多路复用器的数据输入“ D n1— D n1+L ”接成要
产生序列的信号。 3）将计数器的输出端接到多路复用器的地址输入端。
0100 0010
有效状态
CLOCK
74x194的任何一位Q 输出（如Q0） 都可以实现“100ห้องสมุดไป่ตู้”序列。
Q0 Q1 Q2 Q3
4
2. 用扭环计数器设计“11110000” 序列发生器
CLK Q0
Q1 Q2
Q3
0000
0001
0011
0111 有效圈
1000 1100 1110 1111
5
? 利用扭环计数器构成“11110000”序列发生器
3）再根据状态图画出状态转换表，求出左移时最低位输入的卡 诺图，并求出其表达式。如果有无关项，还要求检察电路的自
启动能力。
4）根据最低位输入表达式，用分立门电路，或者译码器，或者 多路复用器实现反馈输入的组合电路。
序列信号发生器的设计方法及应用实例
序列信号发生器的设计方法及应用实例在现代通信系统中，序列信号发生器是一个非常重要的设备，它能够产生各种类型的信号序列，如随机序列、伪随机序列、码片序列等。
这些信号序列在数字通信系统、脉冲调制系统以及其他通信系统中起着至关重要的作用。
在本文中，我将深入探讨序列信号发生器的设计方法及其应用实例，并共享一些个人观点和理解。
1. 序列信号发生器的基本原理序列信号发生器是一种能够产生特定类型的信号序列的设备。
其基本原理是利用特定的算法和逻辑电路来产生所需的信号序列。
在设计序列信号发生器时，首先需要确定所需的信号类型，如随机序列、伪随机序列或者其他类型的序列。
然后根据所选的信号类型，选择合适的算法和电路来实现信号的生成。
最常见的序列信号发生器包括线性反馈移位寄存器（LFSR）、差分方程序列发生器等。
2. 序列信号发生器的设计方法在设计序列信号发生器时，需要考虑信号的周期、自相关性、互相关性等性能指标。
一般来说，设计序列信号发生器的方法可以分为以下几个步骤：（1）确定信号类型：首先需要确定所需的信号类型，如随机序列、伪随机序列或者其他类型的序列。
（2）选择算法和电路：根据所选的信号类型，选择合适的算法和电路来实现信号的生成。
常用的算法包括线性反馈移位寄存器、差分方程序列发生器等。
（3）优化性能指标：优化信号的周期、自相关性、互相关性等性能指标，以确保生成的序列满足系统的要求。
（4）验证和测试：设计完成后，需要对信号发生器进行验证和测试，确保其生成的信号符合设计要求。
3. 序列信号发生器的应用实例序列信号发生器在数字通信系统、脉冲调制系统以及其他通信系统中有着广泛的应用。
以下是一些典型的应用实例：（1）伪随机噪声序列发生器：在数字通信系统中，伪随机噪声序列被广泛用于信道编码、扩频通信以及通信安全等领域。
（2）码片序列发生器：在脉冲调制系统中，码片序列被用于直序扩频通信系统中的扩频码生成。
（3）随机序列发生器：在通信加密领域，随机序列被用于数据加密和解密。
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S6 0 S5 1 S4
状态编码
00 1 0
0 11 10
00 1 01 1 01
1
0ห้องสมุดไป่ตู้
1
0
11
10
10
0 0 1 10
Q2 Q1 Q0 Q2* Q1* Q0* Y 0000011 0010101 0100111 0111000 1001011 1011100 1101110
1110000
Q1Q0
同步四位二进制加法计数器 同步四位二进制加法计数器 同步单时钟四位可逆计数器 同步双时钟四位可逆计数器
74LS160 同步十进制加法计数器
74LS190 74LS290 74LS90
同步单时钟十进制可逆计数器 异步二-五-十进制计数器 异步二-五-十进制计数器
置零 置数 置九
异步 同步 同步 同步
异步
R’D S1 S0 工作状态 0 X X 置零 1 0 0 保持 1 0 1 右移 1 1 0 左移 1 1 1 并行输入
数据寄存 串入—串出 串入—并出 并入—串出
环形计数器 扭环形计数器 顺序脉冲发生器
计数器 用于计数、分频、定时等
常用集成计数器
74LS161 74LS163 74LS191 74LS193
序列信号 输出端
10
触发器
同步触发器
主从触发器
边沿触发器
SR触发器 Q* S RQ SR 0
JK触发器 D触发器
Q* JQ KQ Q* D
T触发器 Q* TQ TQ
时序图
触发器之间的功能转换
时序逻辑电路
时序逻辑电路的分析
特性
状态
驱动 方程 状态 转换表
电 方程 路 图 输出
方程
方程 状态 转换图
DI Q1Q0 Q2Q0 Q2Q1Q0
C C M1 M 工作状态
PR
0
× 0 × × 清0
↑ 1 0 0 保持
↑ 1 0 1 右移
↑ 1 1 0 左移
↑ 1 1 1 并行输入
1
1
74LS194
0
序列 信号 输出
反馈 电路
DI Q1Q0 Q2Q0 Q2Q1Q0 Q2Q1Q0 Q2Q1Q Q2Q1Q0 Q2Q1Q0
Y Q2Q'1 Q'0 Q'2 Q1Q0 Q'2 Q1Q'0 Q2Q'1 Q'0
74LS151
Y A2 A1A0D0 A2 A1A0D1 A2 A1A0D2 A2 A1A0D3 A2 A1A0D4 A2 A1A0D5 A2 A1A0D6 A2 A1A0D7
Q2Q1Q0 A2 A1A0
D3 D5 D6 D7 0 D0 D1 D2 D4 1
Q2Q1Q0 A2 A1A0
D3 D5 D6 D7 0 D0 D1 D2 D4 1
74LS151
1 0
产生一个8位序列信号为00010111(时间顺序为自右向左）
3.由带反馈电路的移位寄存器构成
0001011100010111
Q0Q1Q 20 0 0
串行 输出
QQ2 1Q000 01 11 10 010 1 0 DI 1 1 0 0 1
DI Q1Q0 Q2Q0 Q2Q1Q0
DI Q0 Q1 Q2 Q0* Q1* Q2* 10 0 0 1 0 0 11 0 0 1 1 0 11 1 0 1 1 1 01 1 1 0 1 1 10 1 1 1 0 1 01 0 1 0 1 0 00 1 0 0 0 1 00 0 1 0 0 0
Q1* Q1Q0 Q1Q0
1 1 1
0 0
0 1
1 1
0 1
1 0
1 0
Q0*
QQ2 1Q000 01
01 0
11 0
10 1
1 01 11 0
11 0 0 1
Q0* Q1Q0 Q1Q0
1 1 10 00 0
Q* JQ KQ
J 2 K2 Q1Q0 J1 K1 Q0
QQ2 1Q000 01 11 10 01 1 0 1 Y 11 0 0 0
序列信号发生器
产生一组特定的串行数字信号
1.由触发器和门电路构成 2.由计数器和数据选择器构成 3.由带反馈电路的移位寄存器构成
产生一个8位序列信号为00010111(时间顺序为自右向左）
1.由触发器和门电路构成
状态转换图 （状态个数=序列信号长度）无输入，输出Y
S0 1
0
S7 0
S1 1 S2 1 S3
Q2 00 01 11 10
Q2 Q1 Q0 Q2* Q1* Q0* Y
0 0 00 01 1
0 Q2*
1
0 1
0 1
1 0
0 1
Q2* Q2Q1 Q2Q0
Q2Q1Q0
0 0 10 10 1
Q1Q0
0
1
00
1
1
1
Q2 00 Q1* 0 0
01 1
11 0
10 1
0 1 11 00 0
10 1 0 1
Y A2 A1A0D0 A2 A1A0D1 A2 A1A0D2 A2 A1A0D3 A2 A1A0D4 A2 A1A0D5 A2 A1A0D6 A2 A1A0D7
Q2Q1Q0 A2 A1A0 D0 D3 D4 D6 1 D1 D2 D5 D7 0
1
1
74LS194
0
时序图
时序逻辑电路的设计
输入
设 逻 输出 计辑 要抽 求 象 状态
转换图
触发器
状 状 个数 态态 化分 简 配 状态
编码
能 逻辑功
能描述
自启动
检查
修改
否 电路
逻辑功 能描述
状态
方程
触
发 器
驱动 方程
选
型 输出
方程
自 能 电路图 启
动
检 修改 查 否 设计
电 路 图
常用时序逻辑电路
寄存器 用于寄存一组二值代码 74LS75：电平触发的四位单向移位寄存器 74HC175：边沿触发的四位单向移位寄存器 74LS194：四位双向移位寄存器
异步 异步
异步 同步
异步
异步
异步
异步
异步
对时钟脉冲计数 任意进制计数器
对脉冲分频 顺序脉冲发生器
定时 产生节拍脉冲
J0 Q1 K0 Q1
Q0* Q1Q0 Q2Q1 Q2Q0
电路图
产生一个8位序列信号为00010111(时间顺序为自右向左）
2.由计数器和数据选择器构成
00 1 0
0 11 10
00 1 01
1
0
11
10
001
八选一数据选择器器
1 01 1
0
10 10
Q2 Q1 Q0 Y C 0001 0 0011 0 0101 0 0110 0 1001 0 1010 0 1100 0 1110 1