数电终期报告

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1、项目A同步时序电路设计1报告提纲一、实验方案设计要求：（1）设计一个能实现下图所示状态转换图的同步时序电路。要求用一个控制按键进行控制，按下按键，电路处于初始状态，然后在时钟脉冲作用下按状态图工作。试用D触发器并辅以适当的门电路实现之。（2）要求用“一对一”法设计该电路。（3）用LED表示各触发器的状态。（4）3.0V供电。二、电路的设计思路及原理实验所给原件为74LS175，即“D触发器”，有一个输入端。因此对于单一的“D触发器”只存在有0、1两种状态，而题目要求中有S1、S2、S3、S4四种状态因此容易得出至少需要两个

2、“D触发器”，这样一来两个触发器组合而成的具有X1、X2两个输入端的触发器便可有00、01、10、11四个状态分别代表S1、S2、S3、S4。在“D触发器”的Q输出端分别连接一个LED灯，灯亮代表触发器状态为1，不亮为0。为使最终输出结果Z一目了然，在Z输出端亦接入LED灯，判断高低电平方式同上。（1）查阅主要逻辑门74LS175真值表即为常规的“D触发器”真值表。（2）根据74LS175真值表与状态图转化为状态表（5）Multisim仿真电路图三、完成过程（一）前期的知识准备1.学习了解同步时序电路；2.学习D触发器的工

3、作原理；3.了解74LS04D、74LS00D、74LS10D、74LS20D、74LS175D等芯片的工作原理和引脚结构（二）设计电路（三）仿真实验对所设计的电路进行实验仿真，观察是否能够得到预期的实验效果。（四）焊接电路板按照所设计的电路进行焊接。（五）检查调试电路板1.检查线路按照原理图完成实验电路后，检查线路是否正确，焊接点是否牢固，有无虚焊，用万用表检验电路中各个元件接点的焊接情况。2.通电检测电路检验电路能否正常工作3.调试电路根据检查电路中出现的问题，逐个排查，反复检验。先检查电路图是否有问题，若电路图没有问

4、题，再检查焊点和元器件是否有问题，对出现的问题进行修补或更换元件。4.测试整个电路通电后测试电路的功能，将测得的结果与预期的实验结果进行对比，观察逻辑结果是否与预期一致。若一致，则电路焊接无误；若不一致，则需校准电路的焊接部分和电路图。5、分析实验，撰写实验报告四、实验结果及分析结果：实验效果完美，与题目所给状态图完全一致，电路十分稳定，反复操作，并无竞争与开关抖动的问题。分析：（一）开关抖动问题其实在我们很多其他同学的项目上我们都能看到开关抖动的影响，他们必须用力快速的拨动开关才能使得电路不至于出现不稳定，否则常常出现错

5、误的逻辑。而我们的板子却没有这样的情况。观察题目中的状态图，当任一序列X1、X2输入后，若S状态发生改变，假设这时再输入同一序列，S的状态不会再次发生改变。比如说我们在S1状态是输入01，状态改变为S4，这时再输入一个01，状态维持S4不变。而开关的抖动就是会使同一序列反复输入。所以该状态表所代表逻辑本身具有防止开关抖动的问题。（二）开关设计不得不说，我们在本次实验中有过许多开关的设计，开关是本次实验中很重要的一部分。问题在于如何使输入能在Vcc和GND中自由转换。最开始我们全部使用实验室提供的四个单刀单掷开关集成的拨动开

6、关。我们将两个单刀开关放在一起，两个单刀一边的引脚相连并与输入相连，另一边一端接Vcc，一端接GND，具体如图1。这种方法可以说唯一的优点就是设计简单。但抖动严重，操作复杂，容易出现焊接问题。cp端我们使用轻触开关一端接clk一段接地。值得一提的是74LSXX逻辑芯片的特点是当输入引脚悬空时，默认输入高电平。所以我们的设计想法是，轻触开关只接地，单击开关，输入瞬间由1变0在变1从而提供上升沿，然而实际结果中这样的cp开关不能起到作用于是被我们放弃。我们最后直接使用了单刀双掷的拨动开关。对于这个开关不多做介绍，最后讲一讲一个

7、由于没有单刀双掷开关美观而被我们放弃的开关设计。设计如图2，使用一个单掷开关一端接Vcc，一端接一个电阻再接地，输入端接在电阻和开关中间。这样就用实验室提供的器材完成了单刀双掷的作用。图1.图2.（三）电子电路74ls系列74hc系列区别1、LS是低功耗肖特基，HC是高速COMS。LS的速度比HC略快。2.LS是TTL电平，其低电平和高电平分别为0.8和V2.4，HC是COMS电平，CMOS在工作电压为5V时分别为0.3V和3.6V，所以CMOS可以驱动TTL，但反过来是不行的。3.工作电压不同，LS只能用5V，而HC一般

8、为2V到6V（实际上我们使用了3V电压LS芯片也能正常工作）4.引脚悬空时LS默认输入1，HC默认则为高阻态。五、设计总结通过本次的课程项目设计，我们小组中的各位成员对同步时序电路有了一定的了解，对D触发器的内部结构和工作原理也有了一定的认识，对MULTISIM仿真软件有了较好的掌握与利用。从前期的资料