数电实验4 (2).docx

《数电实验4：时序逻辑电路设计》 实验4主要围绕时序逻辑电路的设计展开，旨在深化学生对时序电路工作原理的理解，教授设计与调试的方法，并介绍时序集成电路的应用。实验分为两大部分，一是使用JK触发器设计同步六进制加法计数器，二是利用中规模集成计数器74HC161构建同样功能的计数器。 设计同步六进制加法计数器的关键步骤包括： 1. 根据所需功能绘制状态转换图。 2. 编制状态转换表，确定JK触发器的输入要求。 3. 通过卡诺图求解J和K的逻辑函数表达式。 4. 根据求得的逻辑函数绘制逻辑电路图。例如，对于JK触发器，J2=Q0Q1，K2=Q0，J1=(Q2非)Q0，K1=Q0，J0=K0=1。 利用74HC161中规模集成计数器实现计数器，可以采用两种方法： 1. 反馈清零法：在计数到特定状态时，清零端变为低电平，使计数器状态重置为初始值。例如，对于74HC161，当计数状态达到0110时，保持清零端高电平，而状态进入0111时，清零端短暂变为0，将计数器状态清零至0000，随后恢复正常计数。 2. 反馈置数法：预先设定最小数为预置数，最大数状态作为置数控制，通过求解置数控制端的逻辑函数完成计数。 实验中使用的主要器件包括74LS107型JK触发器、74LS11三输入与门、74LS161中规模集成计数器以及74LS00等。在操作过程中，要注意同步清零和同步置数的区别，以及异步置数时控制函数的计算方法。 实验内容与操作步骤包括： 1. 使用JK触发器构建的同步六进制加法计数器：手动调整脉冲进行调试，观察数码管显示及波形，确保能自启动。 2. 74HC161构建的同步六进制加法计数器：采用反馈清零法，通过手控脉冲调试，观察数码管显示是否符合预期。 实验数据与结果分析证实了设计的正确性，无论是JK触发器还是74HC161构建的计数器，都能实现从0到5的六进制加法计数，并且具备自启动功能。通过示波器观察，确认了计数脉冲的分频效果以及输出波形的稳定性。 实验心得与体会中，学生应反思并总结在设计、调试过程中遇到的问题，如何解决这些问题，以及对时序逻辑电路新的认识和理解。 总结来说，本实验不仅提升了学生对时序电路原理的掌握，还锻炼了他们实际操作和问题解决的能力，为后续深入学习数字电子技术奠定了坚实的基础。