數(shù)電模電課程設(shè)計(jì)--六進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　1 數(shù)字電子設(shè)計(jì)部分1</p><p>　　1.1六進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器</p><p>　　1.1.1課程設(shè)計(jì)的目的</p><p>　　1.1.2設(shè)計(jì)的總體框圖</p><p><b>　　1.1.3設(shè)計(jì)過(guò)程</b

2、></p><p>　　1.1.4設(shè)計(jì)的邏輯電路圖</p><p>　　1.1.5設(shè)計(jì)的電路原理圖</p><p><b>　　1.1.6實(shí)驗(yàn)儀器</b></p><p>　　1.1.7實(shí)驗(yàn)結(jié)論（分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的故障及產(chǎn)生的原因</p><p><b>　　1.1.6實(shí)驗(yàn)儀器<

3、;/b></p><p>　　1.1.7實(shí)驗(yàn)結(jié)論（分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的故障及產(chǎn)生的原因</p><p>　　1.2串型數(shù)據(jù)檢測(cè)器</p><p>　　1.2.1課程設(shè)計(jì)的目的</p><p>　　1.2.2設(shè)計(jì)的總體框圖</p><p><b>　　1.2.3設(shè)計(jì)過(guò)程</b></p>

4、<p>　　1.2.4設(shè)計(jì)的邏輯電路圖</p><p>　　1.2.5設(shè)計(jì)的電路原理圖</p><p><b>　　1.2.6實(shí)驗(yàn)儀器</b></p><p>　　1.2.7實(shí)驗(yàn)結(jié)論（分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的故障及產(chǎn)生的原因）</p><p><b>　　1.3參考文獻(xiàn)</b></p&g

5、t;<p>　　2 模擬電子設(shè)計(jì)部分1</p><p>　　2.1 課程設(shè)計(jì)的目的與作用1</p><p>　　2.1.1課程設(shè)計(jì)1</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)、及所用multisim軟件環(huán)境介紹1</p><p>　　2.3 電路模型的建立1</p><p>　　2.4 理論分析及計(jì)

6、算1</p><p>　　2.5 仿真結(jié)果分析1</p><p>　　2.6 設(shè)計(jì)總結(jié)和體會(huì)1</p><p>　　2.7 參考文獻(xiàn)1</p><p>　　1 數(shù)字電子設(shè)計(jì)部分</p><p>　　1.1六進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器</p><p>　　1.1.1課程設(shè)計(jì)的目的</p>

7、;<p>　　1、掌握同步加法計(jì)數(shù)器工作原理及邏輯功能</p><p>　　2、掌握電路的分析，設(shè)計(jì)及運(yùn)用</p><p>　　3、學(xué)會(huì)正常使用JK觸發(fā)器</p><p>　　1.1.2設(shè)計(jì)的總體框圖</p><p><b>　　CP</b></p><p>　　輸入計(jì)數(shù)脈沖

8、 </p><p><b>　　設(shè)計(jì)過(guò)程</b></p><p><b>　?。?）狀態(tài)圖</b></p><p>　　001010100101110111</p><p><b>　?。?）時(shí)序圖</b></p><p&

9、gt;<b>　　(3)觸發(fā)器名稱(chēng)</b></p><p>　　選用三個(gè)CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器74LS112</p><p><b>　　（4）求時(shí)鐘方程</b></p><p>　　CP0=CP1=CP2=CP CP是整個(gè)要設(shè)計(jì)的時(shí)序電路的輸入時(shí)鐘脈沖</p><p><b>

10、　　（5）求狀態(tài)方程</b></p><p>　　次態(tài)Q2n+1Q1n+1Q0n+1的卡諾圖</p><p><b>　　Q2n+1的卡諾圖</b></p><p><b>　　Q1n+1的卡諾圖</b></p><p><b>　　Q0n+1的卡諾圖</b><

11、;/p><p>　　由狀態(tài)卡諾圖圖得到的狀態(tài)方程</p><p>　　Q2n+1=Q1nQ2n+Q1nQ2n+Q0nQ2n=Q1nQ2n+Q1nQ0nQ2</p><p>　　Q1n+1=Q0nQ1n+Q2nQ0nQ1n</p><p>　　Q0n+1=Q2nQ0n+Q1nQ0n （1.1.1）</p&

12、gt;<p><b>　　驅(qū)動(dòng)方程：</b></p><p>　　J0=Q2n J1=Q0n J2=Q1n</p><p>　　K0=Q1n K0=Q2nQ0n K2=Q1nQ0n</p><p>　　(6)檢查能否

13、自啟動(dòng)</p><p>　　將無(wú)效態(tài)000，011代入式（1.1.1）進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如下：</p><p><b>　　000</b></p><p>　　011101（有效態(tài)）</p><p><b>　　由此可見(jiàn)不能自啟動(dòng)</b></p><p>　　1.1.4設(shè)計(jì)的邏

14、輯電路圖</p><p>　　1.1.5設(shè)計(jì)的電路原理圖</p><p><b>　　1.1.6實(shí)驗(yàn)儀器</b></p><p>　　兩個(gè)74LS112芯片，一個(gè)74LS00芯片，一個(gè)74LS08芯片</p><p>　　1.1.7實(shí)驗(yàn)結(jié)論（分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的故障及產(chǎn)生的原因）</p><p>　　

15、經(jīng)過(guò)試驗(yàn)可知，滿(mǎn)足時(shí)序圖的變化，切不能自啟動(dòng)</p><p>　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有錯(cuò)誤，順利完成實(shí)驗(yàn)</p><p>　　1.2串型數(shù)據(jù)檢測(cè)器</p><p>　　1.2.1課程設(shè)計(jì)的目的</p><p>　　（1）進(jìn)一步了解和掌握同步時(shí)序電路的基本設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　（2）了解序列檢測(cè)器的工作原理及設(shè)計(jì)方法

16、。</p><p>　　1.2.2設(shè)計(jì)的總體框圖</p><p><b>　　1.2.3設(shè)計(jì)過(guò)程</b></p><p><b>　?。?）原始狀態(tài)圖</b></p><p>　　（2）進(jìn)行狀態(tài)化簡(jiǎn)，畫(huà)最簡(jiǎn)狀態(tài)圖</p><p><b>　　確定等價(jià)狀態(tài)</b

17、></p><p>　　仔細(xì)檢查可以發(fā)現(xiàn)，S4和S3是等價(jià)的。因?yàn)闊o(wú)論是在狀態(tài)S2還是狀態(tài)S3，當(dāng)輸入為1時(shí)輸出均為1，且都轉(zhuǎn)換到次態(tài)S0；當(dāng)輸入為0時(shí)輸出均為0，且都轉(zhuǎn)換到次態(tài)S1。</p><p><b>　　合并等價(jià)狀態(tài)</b></p><p>　　把S3和S4合并起來(lái)，且用S3表示。下圖是經(jīng)化簡(jiǎn)后得到的最簡(jiǎn)狀態(tài)圖。</p&g

18、t;<p>　?。?）進(jìn)行狀態(tài)分配，畫(huà)出用二進(jìn)制數(shù)編碼后得狀態(tài)圖 </p><p>　?。?）選擇觸發(fā)器，求時(shí)鐘方程，輸出方程和狀態(tài)方程。</p><p>　　選用兩個(gè)CP下降沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器。</p><p><b>　　時(shí)鐘方程</b></p><p>　　CP0=CP1=CP</p>

19、;<p><b>　　求輸出方程</b></p><p><b>　　Y的卡諾圖</b></p><p>　　由此知： Y=XQ1nQ0n</p><p><b>　　求狀態(tài)方程：</b></p><p>　　Q1n+1Q0n+1的次態(tài)卡諾圖</p>

20、<p>　　Q1n+1的次態(tài)卡諾圖 </p><p>　　Q0n+1的次態(tài)卡諾圖</p><p>　　有卡諾圖得狀態(tài)方程為：</p><p>　　Q1n+1=X Q0nQ1n+ Q1nQ0n</p><p>　　Q0n+1=X Q0n+XQ0n</p><p><b>　　驅(qū)動(dòng)方程為：</

21、b></p><p>　　J0=X J1=XQ0n</p><p>　　K0=X K1=Q0n</p><p>　　1.2.4設(shè)計(jì)的邏輯電路圖</p><p>　　1.2.5設(shè)計(jì)的電路原理圖</p><p><b>　　1.2.

22、6實(shí)驗(yàn)儀器</b></p><p>　　一個(gè)74LS112芯片，一個(gè)74LS04芯片，一個(gè)74LS08芯片，一個(gè)74LS11芯片</p><p>　　1.2.7實(shí)驗(yàn)結(jié)論（分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的故障及產(chǎn)生的原因）</p><p>　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)什么問(wèn)題，能實(shí)現(xiàn)對(duì)0011序列的檢測(cè)。</p><p><b>　　1.3參考

23、文獻(xiàn)</b></p><p>　　余孟嘗.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程.三版.北京：高等教育出版社，2006</p><p>　　張麗萍，王向磊.數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū).信息學(xué)院數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)室.</p><p>　　余孟嘗.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解.三版.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社.</p><p>　　2 模擬電子設(shè)計(jì)部分&

24、lt;/p><p>　　2.1 課程設(shè)計(jì)的目的與作用</p><p>　?。?）熟悉電子元器件和multisim仿真軟件的運(yùn)用；</p><p>　?。?）掌握單管共射放大電路的工作原理，靜態(tài)分析和電壓放大倍數(shù)，輸入輸出電阻的測(cè)量及理論計(jì)算；</p><p>　?。?）掌握分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路的工作原理，靜態(tài)分析和電壓放大倍數(shù)，輸入輸出電阻的測(cè)量

25、及理論計(jì)算；</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)、及所用multisim軟件環(huán)境介紹</p><p><b>　　2.2.1設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　?。?）單管共射放大電路的multisim的仿真，測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)、觀(guān)察輸入輸出波形、測(cè)量電壓放大倍數(shù)、輸入輸出電阻；</p><p>　?。?）分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定

26、電路multisim仿真，測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)、動(dòng)態(tài)分析</p><p>　　2.2.2所用multisim軟件環(huán)境介紹</p><p>　　Multisim是加拿大圖像交互技術(shù)公司（Interactive Image Technoligics簡(jiǎn)稱(chēng)IIT公司)推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語(yǔ)言輸入方式，具

27、有豐富的仿真分析能力?！　」こ處焸兛梢允褂肕ultisim交互式地搭建電路原理圖，并對(duì)電路進(jìn)行仿真。Multisim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣工程師無(wú)需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計(jì)，這也使其更適合電子學(xué)教育。通過(guò)Multisim和虛擬儀器技術(shù)，PCB設(shè)計(jì)工程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計(jì)和測(cè)試這樣一個(gè)完整的綜合設(shè)計(jì)流程</p><p&g

28、t;　　NI Multisim軟件結(jié)合了直觀(guān)的捕捉和功能強(qiáng)大的仿真，能夠快速、輕松、高效地對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。憑借NI Multisim，您可以立即創(chuàng)建具有完整組件庫(kù)的電路圖，并利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SPICE模擬器模仿電路行為。借助專(zhuān)業(yè)的高級(jí)SPICE分析和虛擬儀器，您能在設(shè)計(jì)流程中提早對(duì)電路設(shè)計(jì)進(jìn)行的迅速驗(yàn)證，從而縮短建模循環(huán)。與NI LabVIEW和SignalExpress軟件的集成，完善了具有強(qiáng)大技術(shù)的設(shè)計(jì)流程，從而能夠比較具有模擬數(shù)

29、據(jù)的實(shí)現(xiàn)建模測(cè)量。</p><p>　　2.3 單管共射放大電路Multisim</p><p>　　2.3.1電路模型的建立 </p><p><b>　　(a)仿真電路</b></p><p>　　(b)用虛擬儀表測(cè)量Q點(diǎn)的電路</p><p>　　2.3.2理論分析及計(jì)算</p

30、><p><b>　?。?）靜態(tài)分析</b></p><p>　　IBQ=（VCC-UBE）/Rb=(12V-0.7V)/280KΩ=40.36μA</p><p>　　ICQ=ΒIBQ=50X40.36μA=2.018mA</p><p>　　UCEQ=VCC-ICQXRC=12V-2.018mAX3KΩ=5.946V&l

31、t;/p><p><b>　　(2)動(dòng)態(tài)分析</b></p><p><b>　　a)電壓放大倍數(shù)</b></p><p>　　rbe=rbb’+(1+β)26/IEQ=300+(1+50)26/2.018=0.957KΩ</p><p>　　AU=-β(RC//RL)/rbe=-50X1.5/0.95

32、7=-78.4</p><p><b>　　b)輸入電阻</b></p><p>　　Ri=Rbe//Rb=0.957X280/(0.957+280)=953.7Ω</p><p><b>　　c)輸出電阻</b></p><p><b>　　RO=RC=3KΩ</b><

33、/p><p>　　2.3.3仿真結(jié)果及分析</p><p>　?。?）測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)</p><p>　　電路仿真后，可測(cè)得IBQ=40.54754μA, </p><p>　　ICQ=2.32340mA;</p><p>　　UCEQ=5.02981V</p><p>　?。?）觀(guān)察輸入輸出波形

34、</p><p>　　單管共射發(fā)表放大電路電路仿真后，可從虛擬示波器觀(guān)察到UI、UO的波形如上圖所示。圖中顏色較淺的是UO的波形，顏色較深的是Ui的波形，由圖可見(jiàn)，UO的波形沒(méi)有線(xiàn)性失真，而且UO和Ui相位相反。</p><p>　　（3）測(cè)量電壓放大倍數(shù)，輸入輸出電阻</p><p>　　電壓放大倍數(shù)AU=UO/Ui=-855.888/9.998=-85.606&

35、lt;/p><p>　　輸入電阻Ri=Ui/Ii=9.998/10.214KΩ=978.853Ω</p><p>　　輸出電阻RO=（UO，/ UO -1）RL=(1.374/0.855888-1)X3KΩ=1.82K</p><p>　?。?）動(dòng)態(tài)分析波特圖</p><p><b>　　a)輸入的波特圖</b></p

36、><p><b>　　B）輸出波特圖</b></p><p>　　2.4 分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路Multisim的仿真</p><p>　　2.4.1電路模型的建立</p><p>　　2.4.2理論分析及計(jì)算</p><p><b>　　(1)靜態(tài)分析</b></p>

37、<p>　　UBQ=Rb1/(Rb1+Rb2)VCC=2.5/(2.5+7.5)X12V=3V</p><p>　　IEQ=(UBQ-UBEQ)/Re=(3-0.7)/1Ma=2.3mA=ICQ</p><p>　　UCEQ=VCC-ICQ(RC+Re)=[12-2.3X(2+1)]V=5.1V</p><p>　　IBQ=ICQ/β=2.3/30mA

38、=77μA</p><p><b>　　(2)動(dòng)態(tài)分析</b></p><p>　　rbe= rbb’+(1+β)26/IEQ=300+(1+50)26/2.3Ω=650Ω</p><p>　　AU=-βRL,=-30X1/0.65=-46.2</p><p>　　RI= rbe // Rb1// Rb2=483Ω<

39、;/p><p><b>　　RO=RC=2KΩ</b></p><p>　　2.4.3仿真結(jié)果及分析</p><p><b>　?。?）靜態(tài)仿真</b></p><p>　　由仿真電路可得：UBQ=2.89191V</p><p>　　UCQ=7.65475V; UEQ=2.2

40、3027V</p><p>　　IBQ=58.57326μA;ICQ=2.20964mA</p><p><b>　　(2)動(dòng)態(tài)分析</b></p><p>　　AU=-226.605/4.999=-45.33</p><p>　　RI=4.999/9.296KΩ</p><p>　　(3)輸入輸

41、出波形圖</p><p>　　分壓式放大電路電路仿真后，可從虛擬示波器觀(guān)察到UI、UO的波形如上圖所示。圖中顏色較淺的是UO的波形，顏色較深的是Ui的波形，由圖可見(jiàn)，UO的波形沒(méi)有線(xiàn)性失真，而且UO和Ui相位相反。</p><p>　?。?）輸入輸出波特圖</p><p>　　顏色深的為輸入的波特圖，顏色較淺的為輸出波特圖</p><p>　

42、　2.5設(shè)計(jì)總結(jié)和體會(huì) </p><p>　　這門(mén)課程學(xué)了兩個(gè)星期了，說(shuō)說(shuō)我自己在這兩個(gè)星期里對(duì)這門(mén)課程的一些體會(huì)，我覺(jué)得這門(mén)課程對(duì)我們來(lái)說(shuō)主要有兩個(gè)比較大的幫助而且也是非常有意義的：一是當(dāng)我們?cè)谶M(jìn)行電路設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以利用multisim軟件進(jìn)行很方便的調(diào)試、仿真，如果有些元件的參數(shù)我們不能確定也可以用仿真軟件多次仿真來(lái)得到某元器件的更佳參數(shù)；二是這門(mén)課程可以讓我們回顧以前模電和數(shù)電的知識(shí)，我們數(shù)模電普遍都

43、學(xué)得不怎么好，正好這門(mén)課程的開(kāi)設(shè)可以讓我們重新去研究數(shù)模電，增強(qiáng)我們的基礎(chǔ)知識(shí)。在上機(jī)課的時(shí)候因?yàn)闀r(shí)間有限，老師只能給我們很少的任務(wù)，如果僅僅只滿(mǎn)足于老師布置的這點(diǎn)任務(wù)我想是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，不僅僅是這門(mén)課程，其他課業(yè)一樣，必須靠我們自己利用課外的時(shí)間多看看數(shù)模電基礎(chǔ)知識(shí)，多利用multisim軟件去仿真模擬電路或者數(shù)字電路，只有這樣，我們才能更好的利用這門(mén)課程！此外，我們要學(xué)會(huì)使用英文版的軟件，剛開(kāi)始用時(shí)一點(diǎn)都不會(huì)，在同學(xué)的幫助下會(huì)了最基本

44、的東西，然后經(jīng)過(guò)自己不斷的探索掌握了這個(gè)仿真軟件的運(yùn)用。</p><p><b>　　2.7 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　楊素行.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程.三版.北京：高等教育出版社，2006</p><p>　　馬東，丁國(guó)華.模擬邏輯實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū).信息學(xué)院數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)室.</p><p>　　楊素行.模擬電子技