计数器型序列信号发生器
天津大学通信系统集成电路设计实验二
课程名称：通信系统集成电路设计
实验名称：PN9序列与计数器的实现
姓 名：
学 号：
班 级：
日 期：XXXX年XX月XX日
实验二 PN9序列与计数器的实现
一、实验目的
1、了解伪随机序列的应用和产生原理、方法。
2、掌握在FPGA上利用线性反馈移位寄存器实现伪随机码发生器的方法。
3、通过波形仿真验证此实现方法的正确性和伪随机序列的周期性。
4、学会使用VHDL的结构化描述风格设计9~0的计数器。
二、实验环境
1、Quartus II 9.1 (32-Bit)
2、ModelSim-Altera 6.5a (Quartus II 9.1)
3、Win2000操作系统
三、实验要求
1、PN9
(a)利用VHDL语言编程实现伪随机码发生器的设计，在FPGA 内利用线性反馈移位寄存器结构实现伪随机码的产生；
(b) 将仿真结果dataout.txt文件中的数据导入matlab，统计伪随机序列的周期。
2、计数器
采用VHDL结构化描述风格，编程实现9~0的十进制减法计数器。
四、实验内容
1、PN9
伪随机信号并非随机生成的信号，而是通过相对复杂的一定算法得出的有规律可循的变化信号，具有良好的随机性和接近于白噪声的相关函数，并且有预先的可确定性和可重复性。这些特性使得伪随机序列得到了广泛的应用，常用于跳频通讯和加密通讯。伪随机序列虽然不是真正的随机序列，但是当伪随机序列周期足够长时，它便具有随机序列的良好统计特性。
一个n级线性移位寄存器可以用n次多项式来表征，称以此式为特征多项式。一般情况下，由n级移位寄存器组成的线性反馈电路所产生的序列周期不会超过2n-1。
下图为由n级具有线性反馈逻辑移存器所组成的码序列发生器的框图。
其中反馈系数Ck的取值决定了反馈逻辑。
反馈逻辑可由特征多项式f(x)表示：f(x)=c0+c1x+c2x2+c3x3+……+cnxn，其中，n为移存器级数。
序列信号发生器
序列信号发⽣器
辽宁⼯业⼤学
数字系统综合实验课程设计（论⽂）题⽬：序列发⽣器设计
院（系）：电⼦与信息⼯程学院
专业班级：通信091
学号：
学⽣姓名：
指导教师：
教师职称：
起⽌时间：2011.12.12—2011.12.26课程设计（论⽂）任务及评语
⽬录
第1章序列信号发⽣器的原理介绍 (1)1.1序列信号发⽣器的原理介绍 (1)
1.2 计数器介绍 (1)
1.3 数据选择器介绍 (1)
第2章序列发⽣器的设计与仿真 (2)2.1实验要求 (2)
2.2 利⽤74160及74151芯⽚设计序列发⽣器 (2)
2.3设计步骤 (4)
2.4设计逻辑图 (5)
2.5编译并仿真 (6)
第3章实验箱连接图 (6)
第4章实验总结 (7)4.1实验设计分析 (7)
4.2总结 (7)
参考⽂献 (8)
第1章序列信号发⽣器的原理介绍1.1序列信号发⽣器的原理介绍
在数字电路设计中，有些时候需⽤⼀组⾮常特殊的数字信号。⼀般情况下我们就将这种特殊的串⾏数字信号叫做序列信号。⽣成这样的⼀组特定序列信号的电路叫做序列信号发⽣器。
序列信号发⽣器的设计⽅法有多种：(1)使⽤环形计数器设计“1000…0”型序列信号发⽣器;
(2)使⽤扭环计数器设计“11…100…0”型序列发⽣器；(3)任意类型的序列发⽣器
a.使⽤D触发器设计序列发⽣器
b.使⽤计数器和多路复⽤器设计序列发⽣器
c.⽤移位寄存器和反馈组合电路（分⽴门电路，译码器，多路复⽤器）设计
1.2 计数器介绍
在设计数字电路时⽤的⽐较多时序电路可能就是计数器。它不仅可以⽤于对时钟脉冲计数，也可以⽤于分频、节拍脉冲以及脉冲序列还有就是进⾏数字运算。总之⽤法⾮常的⼴泛，计数器的种类⾮常繁多。计数器可以分为同步计数器和异步计数器这样2种。在同步计数器中，当时钟脉冲输⼊时触发器翻转是同步发⽣的。然⽽在异步计数器中，触发器的翻转有先后顺序，不是在同⼀时间发⽣的。另外计数器还有三种。随着计数脉冲的不断输⼊⽽作增加计数的叫做加法计数器，做减少计数的叫做减法计数器，可以增加也可以减少的叫做可逆计数器。1.3 数据选择器介绍
数电课设 一序列信号发生器
1
目录
1题目一序列信号发生器（000111） ..................................................... 2
1.1课程设计的目的 ............................................................................ 2
1.2设计的总框图: ............................................................................... 2
1.3设计过程 ........................................................................................ 2
1.4设计的逻辑电路： ........................................................................ 6
1.5实验仪器： .................................................................................. 7
1.6实验结论： .................................................................................... 7
1.7参考文献： .................................................................................... 7
2题目二七进制异步减法计数器（001) .................................................. 7
试用计数器、38译码器和门电路设计01110101 序列信号发生器用示波器观察并测量波形
Decoder
library IEEE;
use IEEE.std_logic_1164.all;
use IEEE.std_logic_unsigned.all;
entity dec3_8 is
port (
din : in std_logic_vector(2 downto 0) ;
dout : out std_logic_vector(7 downto 0) ;
);
end dec3_8 ;
architecture RTL of dec3_8 is
begin
dout <= "10000000" when ( din = "111" ) else
"01000000" when ( din = "110" ) else
"00100000" when ( din = "101" ) else
"00010000" when ( din = "100" ) else
"00001000" when ( din = "011" ) else
"00000100" when ( din = "010" ) else
"00000010" when ( din = "001" ) else
"00000001" ;
end RTL ;
8位 counter
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_arith.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity count8 is
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。
三位二进制加法计数器(精)
1
成 绩 评 定 表
学生姓名 班级学号
专 业 自动化 课程设计题目 数字电子
课程设计
评
语
组长签字：
成绩
日期
20 年 月 日
2
课程设计任务书
学 院 信息科学与工程学院 专 业 自动化
学生姓名 班级学号
课程设计题目 1.三位二进制加法计数器（无效态：001，110）
2.序列信号发生器的设计（发生序列100101）
3.100进制加法计数器设计
实践教学要求与任务:
数字电子部分
1) 采用multisim 仿真软件建立电路模型；
2) 对电路进行理论分析、计算；
3) 在multisim环境下分析仿真结果，给出仿真波形图。
工作计划与进度安排:
第1天：
1. 布置课程设计题目及任务。
2. 查找文献、资料，确立设计方案。
第2-3天：
1. 安装multisim软件，熟悉multisim软件仿真环境。
2. 在multisim环境下建立电路模型，学会建立元件库。
第4天：
1. 对设计电路进行理论分析、计算。
2. 在multisim环境下仿真电路功能，修改相应参数，分析结果的变化情况。
第5天：
1. 课程设计结果验收。
2. 针对课程设计题目进行答辩。
3. 完成课程设计报告。
指导教师：
201 年 月 日 专业负责人：
201 年 月 日 学院教学副院长：
201 年 月 日 3
目录
1 课程设计的目的与作用1
1.1设计目的及设计思想1
1.2设计的作用1
1.3 设计的任务1
2 所用multisim软件环境介绍1
3 三位二进制同步加法计数器设计3
3.1 基本原理3
3.2 设计过程3
4序列信号发生器的设计..6
4.1 基本原理6
4.2 设计过程6
6 100进制加法器计数器7
6.1 基本原理7
6.2 设计过程7
5 仿真结果分析8
5.1 三位二进制同步加法计数器仿真8
实验八 序列信号发生器
实验八 序列信号发生器
一． 实验目的
1. 熟悉序列信号发生器的工作原理。 2. 学习序列信号发生器的设计方法。
二． 实验器材
74LS161 四位十进制加法计数器 74LS00 四2输入与非门 74LS152
8选1数据选择器 发光二极管若干
三． 实验原理
在数字信号的传输和数字系统的测试中，有时需要用到一组特定的串行数字信号。通常把这种串行数字信号叫做序列信号。产生序列信号的电路成为序列信号发生器。
序列信号的构成方式有多种，比较简单的方式是用计数器和数据选择器组成。例如，产生一个8位的序列信号00010111（时间顺序由左到右）既可以用一个八进制计数器和一个8选1数据选择器组成。如图所示，其中八进制计数器取自74LS161（4位二进制计数器）的低三位，8选1数据选择器采用74LS152。
当CP信号连续不断地加到计数器上，QCQBQA的状态（也为74LS152的地址输入代码）按图中所示的顺序不断循环，D0?D7的状态取反后就循环不断地依次出现在Y输出端。QCQBQA
实验八 第1页
实验八 序列信号发生器
由图得到Y的状态
0?0?0?1?0?1?1?1
S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7
若要修改序列信号，只要修改加到的高. 低电平即可，而不需要更改电路结构。因此，这种序列信号发生器电路即灵活又方便。
四． 实验内容
1 设计一个七位巴克码（0100111）的产生电路，画出电路的时序图。
2 设计灯光控制逻辑电路。要求红、绿、黄三种颜色的灯在时钟信号作用下按表规定的顺序转换状态。表中的1表示“亮”，0表示“灭”。
实验八 第2页
实验八 序列信号发生器
数电模电电子技术课程设计
1 / 18 课程设计任务书
学院 信息科学与技术 专业 自动化
学生姓名 祝正良 学号 0903010233
设计题目 数字电子设计题目：三位二进制同步计数器和序列信号发生器
模拟电子设计题目：电流串联负反馈电路和电压并联负反馈
内容及要求：
1． 数字电子部分
⑴． 利用触发器和逻辑门电路，设计实现三位二进制同步计数器(无效态为010100)和序列信号发生器（010111）
⑵．根据设计电路图进行连线进行验证
⑶．完成课程设计报告
2． 模拟电子部分
⑷．采用multisim 仿真软件建立电路模型；
⑸．对电路进行理论分析、计算；
⑶．在multisim环境下分析仿真结果，给出仿真波形图。
进度安排：
第一周：数字电子设计
第1天：
1.指导教师布置课程设计题目及任务
2.课程设计指导教师就相关问题单独进行指导
3.查找相关资料并且进行电路的初步设计
第2~4天：
1.根据具体设计题目进行最后总体设计
2.课程设计指导教师就相关问题单独进行指导
3.利用实验平台进行课程设计的具体实验
4.指导教师进行验收
第5天：
1.完成课程设计报告
2.指导教师针对课程设计进行答辩 2 / 18
第二周：模拟电子设计
第1天：
1. 布置课程设计题目及任务。
2. 查找文献、资料，确立设计方案。
第2~3天：
1. 安装multisim软件，熟悉multisim软件仿真环境。
2. 在multisim环境下建立电路模型，学会建立元件库。
第4天：
1. 对设计电路进行理论分析、计算。
2. 在multisim环境下仿真电路功能，修改相应参数，分析结果的变化情况。
第5天：
1. 课程设计结果验收。
2. 针对课程设计题目进行答辩。
3. 完成课程设计报告。
指导教师（签字）：
年 月 日 分院院长（签字）：
序列信号发生器和序列信号检测器
南昌大学实验报告
学生姓名： 学 号： 专业班级：
实验类型：□ 验证 □ 综合 □ 设计 □ 创新 实验日期： 实验成绩：
实验三 序列信号检测器设计
（一）实验目的
1.进一步熟悉PH-1V型实验装置和QuartusⅡ软件的使用方法；
2.学习有限状态机法进行数字系统设计；
3.学习使用原理图输入法进行设计。
（二）设计要求
完成设计、仿真、调试、下载、硬件测试等环节，在PH-1V型EDA实验装置上实现一个串行序列信号发生器和一个序列信号检测器的功能，具体要求如下：
1.先用原理图输入法设计0111010011011010序列信号发生器;
2.其最后8BIT数据用LED显示出来；
3.再设计一个序列信号检测器，检测上述序列信号，若检测到串行序列“11010”则输出为“1”，否则输出为“0”；
（三）主要仪器设备
1.微机 1台
2.QuartusII集成开发软件 1套
3.PH-1V型EDA实验装置 1套
（四）实验总体设计
本实验要求先设计一个信号发生器，采用原理图设计方法，要求产生0111010011011010序列，16位，便可采用74161计数器和74151选择器，161计数输出QD,QC,QB,QA从0000计至1111，然后将161计数输出低三位QC,QB,QA分别接到151的C，B，A端，高位QD用来控制151两片的片选，即两片151分别实现序列的高八位和低八位的输出。最后将二片151的输出相或便可得到最后要产生的序列。
序列检测器即为一个状态机，首先画出状态转移图，根据状态转移图设计出序列检测器，当检测到预置的序列，则RESULT输出1，否则输出0
（五）实验重难点设计
1. 用原理输入法设计序列信号发生器
七进制异步减法计数器(无效状态为001)序列信号发生器(000111)组合逻辑函数( )
沈阳理工大学课程设计专用纸
第1页 共20页 课程设计任务书
学院 信息科学与工程学院 专业 电子信息工程
学生姓名 学号
设计题目 数字电子设计题目：
1、七进制异步减法计数器（无效状态为001）
2、序列信号发生器（000111）
3、组合逻辑函数（BAACABY）
模拟电子设计题目：
1、滞回比较器 2、反向比例运算电路
3、二级放大电路 4、电压串联负反馈
内容及要求：
一．数字电子部分
1．利用触发器和逻辑门电路，设计十三进制同步减法计数器、序列信号发生器
2．根据设计电路图进行连线进行验证
3．在multisim环境下分析仿真结果，给出仿真波形图
二．模拟电子部分
1．采用multisim 仿真软件建立电路模型；
2．对电路进行理论分析、计算；
3．在multisim环境下分析仿真结果，给出仿真波形图。
进度安排：
第一周：数字电子设计
第1天：
1．指导教师布置课程设计题目及任务
2．课程设计指导教师就相关问题单独进行指导
3．查找相关资料并且进行电路的初步设计
第2~4天：
1．根据具体设计题目进行最后总体设计
2．课程设计指导教师就相关问题单独进行指导
3．利用实验平台进行课程设计的具体实验 沈阳理工大学课程设计专用纸
第2页 共20页 4．指导教师进行验收
第5天：
1．完成课程设计报告
2．指导教师针对课程设计进行答辩
第二周：模拟电子设计
第1天：
1. 布置课程设计题目及任务
2. 查找文献、资料，确立设计方案
第2~3天：
1. 安装multisim软件，熟悉multisim软件仿真环境
2. 在multisim环境下建立电路模型，学会建立元件库
第4天：
1. 对设计电路进行理论分析、计算
2. 在multisim环境下仿真电路功能，修改相应参数，分析结果的变化情况