注册 登录  
 加关注
查看详情
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

力的博客

小歇一会 heiheidemaolv

 
 
 

日志

 
 

数字逻辑实验报告7  

2011-01-22 01:43:48|  分类: 数字逻辑实验报告 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

一:实验目的

1.掌握时序电路的分析和测试方法。

    2.通过实验进一步熟悉寄存器的工作原理。

    3.  掌握移位寄存器的逻辑功能、使用方法与应用。

二、实验器件、仪器和设备

1.4位通用寄存器74LS194         2片

    2.双D正沿触发器74LS74           2片  

    3.非门74LS04                    1片

    4. 数字信号显示仪             

5.数字万用表UT56                 

6. GOS-6051示波器

    7.TDS-4数字系统综合实验平台

三、实验步骤和测试分析

移位寄存器:是一个具有移位功能的寄存器,寄存器中所存的代码能够在移位脉冲的作用下依次左移或右移。既能左移又能右移的称为双向移位寄存器,改变左、右移的控制信号便可实现双向移位。根据移位寄存器存取信息的方式不同分:串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四种形式。移位寄存器用途很广,可构成脉冲序列发生器、计数器、串行/并行转换器、并行/串行转换器等。

   74LS194是4位双向通用移位寄存器,具有上沿触发、同步并行置入、串入左移位、串入右移位和保持四种功能,有异步清零功能。其引脚排列如上页图所示。

实验内容:

1.组装测试右移寄存器

   按教材p203图7.10用两片74LS74构成右移寄存器,然后采用单拍工作方式进行测试。先对右移寄存器进行清零,再将1011四位数据存入右移寄存器。自拟表格进行记录。

逻辑图如下所示:

①D0端接逻辑电平开关,CLK(CP)接单脉冲,Q0、Q1、Q2、Q3端接逻辑电平显示灯。测的数据如下所示:

CLK↑

D0

Q0n

Q1n

Q2n

Q3n

1

1

2

0

3

1

4

1

结论:从表格中可以看出,数据从左往右储存,逻辑图符合构成右移寄存器。为了更好的体验这一性质,我还利用TDS-4数字系统综合实验平台以及计算机做了动态测试的波形图,图如下所示:从图中可以明显的体会到右移这一逻辑功能。

②体会右移寄存器逻辑功能,思考要将四位数据存入右移寄存器需要几个时钟周期?如果将存入右移寄存器的数据通过并行输出到一个具有并行入口的寄存器,需要几个时钟周期?如果将存入右移寄存器的数据通过串行输出端送入到另外一个仅有串行入口的寄存器中,又需要几个时钟周期?

答:将四位数据存入右移寄存器需要四个时钟周期;如果将存入右移寄存器的数据通过并行输出到一个具有并行入口的寄存器,需要一个时钟周期;如果将存入右移寄存器的数据通过串行输出端送入到另外一个仅有串行入口的寄存器中,需要八个时钟周期。

③如果存入四位数据之前不对右移寄存器进行清零,能否将四位数据存入右移寄存器?

答:如果存入四位数据之前不对右移寄存器进行清零,可以将四位数据存入右移寄存器,只是初始状态可能不为0000.

2.测试74LS194芯片功能

采用单拍工作方式进行测试。

①按芯片引脚图将、S1、S0、A、B、C、D端接逻辑电平开关,CLK(CP)接单脉冲,QA、QB、QC、QD端接逻辑电平显示灯。测试QA~QD状态填入下表中,并说明功能。

输入

输出

功能

CLR

S1

S0

CP

A

B

C

D

QA

QB

QC

QD

0

×

×

×

×

×

×

×

0

0

0

0

异步清零

1

1

1

1

0

0

1

1

0

0

1

并行置入

1

0

0

×

×

×

×

×

1

0

0

1

保持

结论:功能已在表格中标出。S1、S0实现功能的转换。

②将、S1、S0、SR、SL端接电平开关、 CLK(CP)接单脉冲, QA、QB、QC、QD端接电平显示灯,CLR先0后1,按下列两个表的要求观测并记录QA~QD状态。

右移S1=0 S0=1 CP↑

串入

输出

SR

QA

QB

QC

QD

1

1

1

0

0

0

2

1

1

1

0

0

3

0

0

1

1

0

4

1

1

0

1

1

5

1

1

1

0

1

结论:S1=0 S0=1时,芯片功能为右移。

左移S1=1 S0=0 CP↑

串入

输出

SL

QA

QB

QC

QD

1

1

0

0

0

1

2

1

0

0

1

1

3

0

0

1

1

0

4

1

1

1

0

1

5

1

1

0

1

1

结论:S1=1 S0=0时,芯片功能为左移。

 

③根据以上74LS194功能测试实验结果,按下面表格整理出74LS194的功能表。

CLR

S1

S0

CLK

SR

SL

A

B

C

D

QA

QB

QC

QD

功能

0

×

×

×

×

×

×

×

×

×

0

0

0

0

异步清零

1

1

1

×

×

D1

D2

D3

D4

D1

D2

D3

D4

并行置数

1

×

×

01↓

×

×

×

×

×

×

QA-1

QB-1

QC-1

QD-1

保持

1

0

1

1

×

×

×

×

×

1

QB-1

QC-1

QD-1

右移

1

0

1

0

×

×

×

×

×

0

QB-1

QC-1

QD-1

右移

1

1

0

×

1

×

×

×

×

QA-1

QB-1

QC-1

1

左移

1

1

0

×

0

×

×

×

×

QA-1

QB-1

QC-1

0

左移

1

0

0

×

×

×

×

×

×

×

QA-1

QB-1

QC-1

QD-1

保持

 74LS194功能表

提示:表中的QA等表示为“次态”,填表中的现态现用QA-1表示。

74LS194具有下述功能提示:

①异步清零:CLR=0,QAQBQCQD=0000

②并行置数寄存:CLR=1,S1=S0=1,CP↑时刻QAQBQCQD=ABCD

③保持:CRL=1,S1=S0=0,QAQBQCQD保持原态

④右移:CLR=1,S1=0,S0=1,CP↑时刻,由QA向QB移位

⑤左移:CLR=1,S1=1,S0=0,CP↑时刻,由QD向QC移位

 

3. 扭环移存型计数器

用74LS194芯片构成扭环移存型计数器,并对线路进行测试、分析和记录。

逻辑图如下所示:

测试电路方式和步骤

单拍测试:

0

0

0

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

0

0

1

1

0

0

0

1

0

0

0

0

① 先将74LS194 QAQBQCQD清零0000 ,再使电路实现单拍右移,记录QAQBQCQD状态转移表;

1

0

1

0

1

1

0

1

0

1

1

0

1

0

1

1

0

1

0

1

0

0

1

0

1

0

0

1

0

1

0

0

1

0

1

0

 

②置74LS194 QAQBQCQD初值为1010,使电路实现右移,记录QAQBQCQD状态转移表;

③分析测试结果指出电路逻辑功能,给出全状态转移图,确定一个有效电路状态转移图,并说明选择理由。

全状态转移图

QA

QB

QC

QD

NQA

NQB

NQC

NQD

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

0

0

1

1

0

0

0

1

0

1

0

0

1

0

1

0

0

1

0

1

0

0

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

0

1

1

1

0

0

1

1

1

0

0

0

1

1

0

0

1

0

0

1

0

1

0

0

1

0

1

0

1

1

0

1

1

0

1

1

0

1

0

1

1

1

0

0

1

1

1

0

1

1

0

1

0

1

1

0

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

答:有效循环为:0000→1000→1100→1110→1111→0111→0011→0001→0000。原因为:1)电路具有异步清零功能,可以简易的进入此循环,如果要进入循环二,则必须要并行置数,否则难以进入循环。2)由于循环一为循环码,那次变化只有一个电位变化,可靠性高,而第二个循环则不然。

 

④思考如果计数器工作时由于干扰进入了无效状态转移循环中,此电路能否自动跳出进入有效循环,即此电路能否自启动?

答:当电路原有电平为循环二中的码时不能进入循环一,必须异步清零来控制电路进入循环一,即不能自启动。

四、问题回答和实验小结

1.时序逻辑电路的特点?电路结构由哪几部分组成?

答:时序逻辑电路具有储存功能,它的输出不仅与输入有关还与初始状态有关。时序逻辑电路由组合电路和储存电路组成。组合电路没有存储功能。

2.使通用移位寄存器74LS194清零,除了可用CLR以外,可否使用左移和右移的方法来实现?可否用送数的方法来实现?若可行,如何进行操作?

答:使通用移位寄存器74LS194清零,除了可用CLR以外,可以使用左移和右移的方法来实现。若使用右移,令S1=0,S0=1,SR=0000;若使用左移实现,令S1=1,S0=1,SL=0000即可。還可以使用送数的办法来实现,令CLR=1,S1=S0=11,令ABCD=0000,并行置入即可。

3.用74 LS194构成8位通用移位寄存器,画出逻辑电路图。

答:

 

 

 

 

4.实验内容2中的环形移存型计数器能否自启动?实验中你是用怎样方式使其进入循环状态的?

答:环形移存型计数器不可以自启动。实验中我是令CLR先等于0再等于1,即清零,之后再进入循环状态的。

实验小结:

通过本次实验,掌握了时序电路的分析和测试方法;通过实验进一步熟悉了寄存器的工作原理;掌握了移位寄存器的逻辑功能、使用方法与应用。

 

  评论这张
 
阅读(1535)| 评论(0)
推荐 转载

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2018