裁判电路

课程设计（大作业）报告课程名称：数字电路课程设计设计题目：裁判电路院系：信息学院班级：计算机应用技术班设计者：xxx学号：指导教师：xxx设计时间：昆明学院昆明学院课程设计（大作业）任务书姓名：xxx院（系）：信息技术学院专业：学号：任务起止日期：课程设计题目：裁判电路课程设计要求：1、独立完成设计任务。根据设计要求，综合运用所学知识，按照数字电路的一般设计方法和步骤，自己设计方案。2、学会查阅资料和手册，学会选用各种逻辑元器件。3、掌握常用器件逻辑器件的使用以及读图方法。4、掌握安装电子线路的基本技能和调试方法，善于在调试中发现问题和解决问题5、能够写出完整的电路设计总结报告。工作计划及安排：1、综合实验(约占总学时20%)根据实验讲义，独立完成两个综合性实验，并提交实验报告。2、布置设计性试验(约占总学时5%)由教师给学生布置设计任务，提出具体要求，讲解设计的方法、思路。3、设计：(约占总学时30%)学生根据设计要求，查找各种必要的资料，进行方案选择，绘制出原理图和接线图。数字电子系统的设计步骤按方案设计、单元电路设计、单元和方案试验等顺序进行。具体就是依据课题设计的技术指标要求，应用综合的方法拟出系统结构框图，确定各功能框图的电路类型，4、安装调试（约占总学时30%）在实验室选择合适的数字集成芯片的规格型号，将所设计的电路安装、调试，搭接线路试验符合要求即可。5、总结报告(约占总学时15%)指导教师签字年月日课程设计成绩学号：xxx姓名：xxx指导教师：xxxc课程设计题目：裁判电路总结：通过对裁判电路的设计实验，我们更进一步的巩固和加深所学理论知识，也对培养我们的小组工作能力起了重要作用。通过一周的实训，我觉得自己收获颇多，除我知道实训报告怎么写，还在以下几个方面的收获：一.对电路逻辑元件的理论有了更深的系统了解。这些知识不仅在课堂上有效，对以后的学习有很大的帮助有着现实意义。二.对自己的动手能力是个很大的锻炼。实践出真知，纵观古今，所有发明创造无一不是在实践中得到检验的。没有足够的动手能力，就奢谈在未来的科研尤其是实验研究中有所成就。在实习中，我锻炼了自己动手技巧，提高了自己解决问题的能力。指导教师评语：成绩：填表时间：指导教师签名：课程设计（大作业）报告一、题目分析根据题目要求：三个裁判其中一个是主裁判（我们用A表示），两个副裁判（依次用B和C表示），通过他们自己手中的的按钮来控制一红一绿（分别用Y1和Y2来表示）两灯的亮或灭，对杠铃比赛结果进行判断（规定按钮按下和灯亮用＂1＂表示，反之则用＂0＂表示）：1、三个裁判均按下自己的按钮，红绿亮灯都亮：ABCY1Y2111112、两个裁判（其中一个是主裁判）按下自己的按钮，红绿亮灯都亮：ABCY1Y210111110113、两个裁判（均是副裁判）或只有一个主裁判按下自己的按钮，红灯亮：ABCY1Y201110100104、其他情况红绿灯都灭：ABCY1Y2000000010001000根据以上分析可得出真值表为：输入输出ABCY1Y20000000100011001001001110110111011111111由真值表可得出Y1、Y2的表达式分别为：Y1=Ａ＇ＢＣ＋ＡＢ＇Ｃ＇＋ＡＢＣ＇＋ＡＢ＇Ｃ＋ＡＢＣY1=ＡＢＣ＇＋ＡＢ＇Ｃ＋ＡＢＣ二、总体设计三、实验器材１、数字电路试验台一台2、8选一数据选择器74LS1512片3、导线等若干四、接线图8选一74sl151数据选择器引脚接图8选一74sl151数据选择器接线五、实验心得：通过这两周课程设计我们学会了很多，组合电路的知识，熟悉基本的公式、定理，根据要求理出头绪，在大脑中有思路，根据实验的要求，实验是要求循序渐进，不能心急，有错误先自己认真寻找错误，实验时我们组是通过尝试的方法做的，尝试了很多次也错了很多次，我们请老师来指导，再根据自己的想法，组成员之间相互讨论，最后完成了实验的电路连接和测试，最终达到学习的目标，实验时要求我们善于思考、联想、和独立解决问题，做到稳扎稳打，我们在实验中又一次熟悉了8选一数据选择器74LS151，我们是通过两块这样的集成块来实现的，在试验中遇到的各种困难和解决使我们更加对实验的严谨性和操作性的认识，实验的成功使我们对实验有了更深的印象，也让我们对实验产生了更深的兴趣。六、参考文献《数字电子技术基础教程》4.3逻辑电路的设计方法实验九触发器及其应用一、实验目的1、掌握基本RS、JK、D和T触发器的逻辑功能2、掌握集成触发器的逻辑功能及使用方法3、熟悉触发器之间相互转换的方法二、实验原理触发器具有两个稳定状态，用以表示逻辑状态“1”和“0”，在一定的外界信号作用下，可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态，它是一个具有记忆功能的二进制信息存贮器件，是构成各种时序电路的最基本逻辑单元。1、基本RS触发器图9－1为由两个与非门交叉耦合构成的基本RS触发器，它是无时钟控制低电平直接触发的触发器。基本RS触发器具有置“0”、置“1”和“保持”三种功能。通常称S为置“1”端，因为S＝0（R＝1）时触发器被置“1”；R为置“0”端，因为R＝0（S＝1）时触发器被置“0”，当S＝R＝1时状态保持；S＝R＝0时，触发器状态不定，应避免此种情况发生，表9－1为基本RS触发器的功能表。基本RS触发器。也可以用两个“或非门”组成，此时为高电平触发有效。表9－1输入输出SRQn+1Qn+10110100111QnQn00φφ图9—1基本RS触发器2、JK触发器在输入信号为双端的情况下，JK触发器是功能完善、使用灵活和通用性较强的一种触发器。本实验采用74LS112双JK触发器，是下降边沿触发的边沿触发器。引脚功能及逻辑符号如图9-2所示。JK触发器的状态方程为Qn+1＝JQn＋KQnJ和K是数据输入端，是触发器状态更新的依据，若J、K有两个或两个以上输入端时，组成“与”的关系。Q与Q为两个互补输出端。通常把Q＝0、Q＝1的状态定为触发器“0”状态；而把Q＝1，Q＝0定为“1”状态。图9－274LS112双JK触发器引脚排列及逻辑符号JK触发器的逻辑功能及其逻辑电路：Jk触发器是功能完善、使用灵活通用性强的一种触发器。本次实验我们采用了74SL112JK如图1所示触发器，其为下降沿触发。图—1Jk触发器的逻辑电路对主从JK触发器归纳为以下几点：1.主从JK触发器具有置位、复位、保持（记忆）和计数功能；2.主从JK触发器属于脉冲触发方式，触发翻转只在时钟脉冲的负跳变沿发生；3.不存在约束条件，但存在一次变化现象。4.产生一次变化的原因是因为在CP=1期间，主触发器一直在接收数据，但主触发器在某些条件下（Q=0，CP=1期间J端出现正跳沿干扰或Q=1，CP=1期间K端出现正跳沿干扰），不能完全随输入信号的变化而发生相应的变化，以至影响从触发器状态与输入信号的不对应。JK触发器的功能表输入输出(RD)＇(SD)＇(CP)JKQ(Q)＇01╳╳╳1010╳╳╳0100╳╳╳1111↓00Q(Q)＇11↓101011↓010111↓11触发11↓11003、D触发器负跳沿触发的主从触发器工作时，必须在正跳沿前加入输入信号。如果在CP高电平期间输入端出现干扰信号，那么就有可能使触发器的状态出错。而边沿触发器允许在CP触发沿来到前一瞬间加入输入信号。这样，输入端受干扰的时间大大缩短，受干扰的可能性就降低了。边沿D触发器也称为维持-阻塞边沿D触发器。电路结构:该触发器由6个与非门组成，其中G1和G2构成基本RS触发器。在输入信号为单端的情况下，D触发器用起来最为方便，其状态方程为Qn+1＝Dn，其输出状态的更新发生在CP脉冲的上升沿，故又称为上升沿触发的边沿触发器，触发器的状态只取决于时钟到来前D端的状态，D触发器的应用很广，可用作数字信号的寄存，移位寄存，分频和波形发生等。有很多种型号可供各种用途的需要而选用。如双D74LS74、四D74LS175、六D74LS174等。图5－8－3为双D74LS74的引脚排列及逻辑符号。功能如表5－8－3。图9－374LS74引脚排列及逻辑符号4.T触发器T触发器状态方程：Qn+1=T·Qn+T·Qn图—3JK触发器转换成D触发器：,结合约束条件RS=0，代入上式D触发器转化成Ｔ触发器：JK触发器转换成T触发器和T＇触发器将JK触发器的J、K两端连在一起，并认为它为T端，就得到所需的T触发器。三、实验设备与器件1、数字电路实验台2、示波器3、74LS00四输入与非门、集成JK触发器74LS112、集成双D触发器74LS744、导线四、实验内容以及实验数据1、测试基本RS触发器的逻辑功能用两个与非门74LS00组成基本RS触发器，输入端R、S接逻辑开关的输出插口，输出端QnQn+1Qn+1接逻辑电平显示输入插口，测试的结果记录如下。RSQnQn+1Qn+1000110011101001011011001010110110##111##2、测试双JK触发器74LS112逻辑功能任取一只JK触发器，RD、SD、J、K端接逻辑开关输出插口，CP端接单次脉冲源，Q、Q端接至逻辑电平显示输入插口。要求改变RD，SD（J、K、CP处于任意状态），并在RD＝0（SD＝1）或SD＝0（RD＝1）作用期间任意改变J、K及CP的状态，观察Q、Q状态。黄红输入输出SDRDCPJKQn+1Qn+100×××1110×××1001×××0111×××01(2)测试JK触发器的逻辑功能按表9-3-3的要求改变J、K、CP端状态，观察Q、Q状态变化，观察触发器状态更新是否发生在CP脉冲的下降沿（即CP由1→0），记录之。（2）表9－3－3JKCPQnQn＋1000→1/1→000/0000→1/1→011/1010→1/1→000/0010→1/1→011/0100→1/1→000/1100→1/1→011/1110→1/1→000/1110→1/1→011/03、测试双D触发器74LS74的逻辑功能(1)测试RD、SD的复位、置位功能输入输出SDRDCPDQnQn＋110×××001×××{1/0{1/01110-1.1-0/0-1.1-000/10000110-1.1-0/0-1.1-0↑10/111114、触发器之间的相互转换(1)将JK触发器转为D触发器比较两个触发器的特性方程JK触发器Qn+1＝JQn＋K’QnD触发器Qn+1=D=D（Qn+Qn‘）=DQn＋DQn可以发现，当J=D，K=D’时，就可以把JK触发器转为D触发器TU图—4ＪＫ触发器转化为D触发器D01Qn00110011CPQn+100100111（2）将D触发器转换T’触发器，T’触发器的特性方程为，Qn+1＝Qn，D触发器的特性方程为Qn+1＝D，则只需将D=Qn即可转换为T’触发器D转成T'JK转成D(1)DFFDCPQnQn+100→1/1→000/00→1/1→011/010→1/1→000/10→1/1→011/1(2)T’FFTCPQnQn+100→1/1→000/110→1/1→011/0图—5为D触发器转化为T触发器Qn01CPQn+10110(3)将JK触发器的J、K端连在一起，构成T触发器。在CP端输入1HZ连续脉冲，观察Q端的变化。将JK触发器的J、k两端连在一起，并认它为T端，就得到所需的T触发器。状态方程为：Qn+1＝TQn＋TQnTCPQnQn+100→1/1→000/00→1/1→011/110→1/1→000/10→1/1→011/0五：实验结论1用两个与非门组成基本RS触发器，满足它的功能2测试双JK触发器74LS112逻辑功能，DR，DS满足其复位和置位的功能。3按照实验的内容完成：测试双D触发器74LS74的逻辑功能，测试RD、SD的复位、置位功能，测试D触发器的逻辑功能；将D触发器的Q端与D端相连接，构成T'触发器。六：思考题1.触发器的分类？按结构分：SR锁存器；电平触发的触发器；脉冲触发的触发器；边沿触发器。按逻辑功能来分：SR触发器，JK触发器，D触发器，T和T，触发器。2