实验原理
1. 同步十进制加法计数器的设计
给定条件： 74LS107双JK触发器两片； 74LS11三输入与非门一片（3个与非门）。 设计流程： 功能 状态图 状态表 驱动方出状态转换图。 Q3Q2Q1Q0 0000 → 0001 → 0010 → 0011 → 0100 ↓ ↑ 1001 ← 1000 ← 0111 ← 0110 ← 0101
实验原理-脉冲分配器
设计步骤 ①画出状态转换图： X=1时 QAQBQC 100 → 110 → 010 ↓ ↑ 101 ← 001 ← 011 ②列出状态表： QAQBQC 100 → 101 → 001 ↓ ↑ 110 ← 010 ← 011 X=0时
实验原理-脉冲分配器
X 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 初态Qn QA 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 QB 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 QC 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 次态Qn+1 QA QB 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 QC 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 DA 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 对D的要求 DB 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 DC 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0
DB = XQC + X Q A
实验原理-脉冲分配器
DC
XQA
00 01 11 10 00 × 1 0 0 01 1 1 × 0
QB QC
11 0 0 × 0 10 × 1 1 1
DC = XQA + X QB
④根据表达式画出电路图，此处略。
实验原理-脉冲分配器
自启动的实现： 步进电机的绕组在任何时刻都不应出现三相同时通 电或同时断电的情况，即要求所设计的计数器能自 启动。可借助异步复位端和置位端来实现。 利用触发器的异步复位和置位端：当出现000 和111状态时，将QAQBQC置成有效状态（如100）。
01 × × × × 11 × × × × 10 0
1 × ×
J 3 = Q2Q1Q0
K 3 = Q0
实验原理
J 2 Q nQ n n n 1 0 Q3 Q2 00 01 11 10 00 0 0 1 0
K 2 Q nQ n n n 1 0 Q3 Q2 00 01 11 10 00 × × × ×
实验步骤
1. 同步十进制加法计数器的实验步骤
(1) 连接好电路，输出连发光管，用手控脉冲作为计 数脉冲进行调试。 (2) 输出连数码管模块的DCBA，计数脉冲用1Hz信 号，观察显示结果。 (3) 加入1kHz的方波作为计数脉冲，用示波器观察 CP及4个输出端的波形。 (4) 检查电路能否自启动: 先将输出置成无效态，然 后再加入计数脉冲。
J 2 = K 2 = Q1Q0 J 3 = Q2Q1Q0
根据所画出的电路原理图，连接实验电路。
实验原理-脉冲分配器
2. 脉冲分配器的设计
脉冲分配器的作用是产生多路序列脉冲。
当X=“1”时，电机正转： A ⇒ AB⇒B ⇒ BC ⇒ C ⇒ AC ⇒A … 当X=“0”时，电机反转： A ⇒ AC⇒C ⇒ BC ⇒ B ⇒ AB ⇒A …
S DA = Q A Q B Q C
R DB = R DC = Q AQB QC
实验原理-脉冲分配器
脉冲分配器的驱动方程：
D A = XQB + X QC DB = XQC + X Q A DC = XQ A + X QB
S DA = Q A Q B Q C
R DB = R DC = Q AQB QC
实验步骤
2. 脉冲分配器的实验步骤
(1) 连接好电路，用手控脉冲作为计数脉冲进行调试。 X=“1”时的功能； X=“0”时的功能； 检查自启动功能。 (2) 加入1kHz的方波作为计数脉冲，用示波器观察 CP、QA、QB、QC的波形。
实验注意事项
1. 实验前应检查芯片的逻辑功能。 2. 由于实验箱上 1Hz、 1kHz信号驱动能力有限，可 在1kHz信号后接非门以增强驱动能力。
实验原理
②列出状态表，得出对JK的要求：
初态Qn CP 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Q3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 Q2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 Q1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 Q0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Q3 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 次态Qn+1 Q2 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 Q1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 Q0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 Qn J 3 K3 0× 0× 0× 0× 0× 0× 0× 1× ×0 ×1 Qn+1对JK要求 J 2 K2 0× 0× 0× 1× ×0 ×0 ×0 ×1 0× 0× J 1 K1 0× 1× ×0 ×1 0× 1× ×0 ×1 0× 0× J 0 K0 1× ×1 1× ×1 1× ×1 1× ×1 1× ×1
J Q Q K
Q Q
74LS107
74LS11
附录：引脚排列图
RD D CP SD Q Q
RD D CP SD Q
Q
74LS74
74LS55
附录：引脚排列图
74LS00
01 0 1 × × 11 × × × × 10 0
0 × ×
01 × × 1 0 11 × × × × 10 × × × ×
J1 = Q3Q0
K1 = Q0
实验原理-十进制计数器
J 0 Q nQ n n n 1 0 Q3 Q2 00 01 11 10 00 1 × × 1
K 0 Q nQ n n n 1 0 Q3 Q2 00 01 11 10 00 × 1 1 ×
实验原理-脉冲分配器
③求D的函数式：
DA Q Q B C XQA 00 01 11 10 00 × 0 0 1
DB
XQA
00 01 11 10 00 × 1 1 1
0 × 0 0 × 1 0 1
QB QC
01 1 11 1
0 × 1 1 × 0 0 0
01 0 11 1
10 × 1
10 × 0
D A = XQB + X QC
“1”或+5V 实 验 箱 上 1Hz(1kHz) & 74LS00 示波器 CP 计 数 器 或 脉冲分配器
3. 复位端、置位端不用时要接高电平。
实验报告
写出十进制计数器和三相脉冲分配器的设计过程， 画出实验逻辑电路图。 三相脉冲分配器电路能否自启动？若不能自启动， 如何用一个三输入与非门设计自启动电路？ 记录实验数据、结果及示波器波形，记录相应的周 期、幅值。 实验调试过程中遇到的问题、解决方法和体会等。
01 1 × × 1 11 × × × × 10 1 × × ×
01 × 1 1 × 11 × × × × 10 × 1 × ×
J 0 = K0 = 1
④按以上表达式画出电路图，此处略。
实验原理-十进制计数器
十进制计数器的驱动方程：
J0 = K0 = 1
J 1 = Q3Q0
K 1 = Q0 K 3 = Q0
验收
同步十进制加法计数器：1Hz脉冲作用下数码管显 示是否正确。 脉冲分配器：1Hz脉冲作用下发光二极管显示是否 正确。
下次实验
软件实验1 数字系统EDA技术简介以及练习 预习Quarts II 软件。 复习教材中有关一位全加器的设计。 地点：待定
附录：引脚排列图
RD CP K RD CP J
实验原理
③求JK的函数式（采用卡诺图，1010至1111六种当 无关项处理）
J 3 Q nQ n n n 1 0 Q3 Q2 00 01 11 10 00 0 0 0 0
K 3 Q nQ n n n 1 0 Q3 Q2 00 01 11 10 00 × × × ×
01 0 0 1 0 11 × × × × 10 × × × ×
实验原理-脉冲分配器
给定条件： 74LS74双D触发器两片； 74LS55与或非门三片。 当X=“1”时， A ⇒ AB⇒B ⇒ BC ⇒ C ⇒ AC ⇒A … 当X=“0”时， A ⇒ AC⇒C ⇒ BC ⇒ B ⇒ AB ⇒A … 计数器能自启动。
实验原理-脉冲分配器
设计思路 方法一：分别求出X=1、X=0时D的最简与或 表达式，然后进行综合。 方法二：将 X 作为输入变量，直接求出 D 关 于X、QA、QB、QC的最简与或非表达式。 采用方法一综合后的表达式还要再转化成与 或非表达式，由于存在无关项，因此转化后的与 或非表达式可能不是最简的。 （因为无关项的利 用情况不一样，否则得出的函数是一样的。） 这里采用方法二将 X 作为输入变量进行化简。
01 × × × × 11 × × × × 10 0
0 × ×
01 0 0 1 0 11 × × × × 10 × × × ×
J 2 = Q1Q0
K 2 = Q1Q0
实验原理
J1 Q nQ n n n 1 0 Q3 Q2 00 01 11 10 00 0 1 × ×
K1 Q n Q n n n 1 0 Q3 Q2 00 01 11 10 00 × × 1 0
实验5 时序逻辑电路实验
浙江大学电工电子基础教学中心 白志红
实验器材
数字实验箱，示波器。 计数器：74LS107 两片，74LS11 一片。 脉冲分配器：74LS74 两片，74LS55 三片。 自启动： 74LS11 一片，74LS00 一片。