十六进制减法计数器.docx
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十六进制减法计数器
电子技术课程设计-十六进制加法计数器_十六进制减法计数器
《通信工程专业电子技术》
课程设计报告
专业：
班级：
0802班姓名：
彭孟秋指导教师：
黄彩云
二零一零年六月二十五日
1、目的及组员„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„22、课程的任务与要求„„„„„„„„„„„„„„„„„23、课程设计题目及步骤„„„„„„„„„„„„„„„„34、元器件清单„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„125、课程设计心得„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13参考书目„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15附程序代码„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16
一、目的及组员
根据所学模拟电子技术、数字系统与逻辑设计的理论，对模拟电子线路、数字电子线路以及模拟与数字综合电子线路进行设计、安装与调试。
通过电子技术课程设计的综合训练，培养学生独立思考、分析问题、解决问题的能力，培养工程实践能力、创新能力和综合设计能力。
组长：
宋钰组员：
彭孟秋、陈言、潘文斌、杨昌赋二、课程的任务与要求
1.任务
课程设计不能停留在理论设计和书面答案上，需要运用实验检测手段，使理论设计逐步完善，做出达到指标要求的实际电路。
通过这种综合训练，学生可以掌握电路设计的基本方法，提高动手组织实验的基本技能，培养分析解决电路问题的实际本领。
2.要求
从课程设计的任务出发,应当通过设计工作的各个环节,达到以下教学要求:
（1）巩固和加深学生对电子电路基本知识的理解，提高他们综合运用本课程所学知识的能力。
（2）培养学生根据课题需要选学参考书籍,查阅手册、图表和文献资料的自学能力。
通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。
（3）通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件，电路组装、调试和检测等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
（4）掌握常用的仪器、设备的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标的测试方法，提高学生的动手能力和从事电子电路实验的基本技能。
（5）了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任
务书的要求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图等。
（6）培养严肃、认真的工作作风和科学态度。
三、课程设计题目
5221BCD计数器设计
方案：
基于5221BCD码的十进制同步递增计数器第一步：
根据要求列真值表和状态图。
基于5221BCD码的十进制同步递增计数器有十个有效状态，其真值表如表4—2所示，采用时钟脉冲下降沿触发，所以在第9个时钟脉冲到来时，进位为1，当第10个时钟脉冲到来时，进位为0，出现下降沿，从而产生进位。
表4—2真值表
基于5221BCD码的十进制同步递增计数器的状态图如图4.7所示。
/CO
图4.7状态图
第二步：
根据真值表画进位卡诺图，求进位方程。
如图4.8是根据真值表得出的进位卡诺图，其中编码“0100”“0101”、“0111”、、“1010”、“1011”、和“1111”是无效状态，定为任意态。
当状态为“1111”时，进位为“1”，其它为“0”。
图4.8进位卡诺图
由进位卡诺图可得到最简的进位方程。
图4.8中所画的包围圈得到式（4—1）
C=Q3Q1（4—1）
第三步：
根据状态图画次态卡诺图，求次态方程。
先根据状态图填写次态卡诺图，如图4.9所示。
图4.9次态卡诺图
例如，现态Q3nQ2nQ1nQ0n=0000时，由状态图可知，其次态
Q3Q2Q1
n+1
n+1
n+1
Q0
n+1
=0001
，所以在次态卡诺图的左上角方格填“0001”。
为了能由
次态卡诺图直观的得到次态方程，将次态卡诺图分成四个小的卡诺图，如图4.10、图4.11、图4.12和图4.13所示。
图4.10Qn+1
n+1
3
的次态卡诺图图4.11Q2
的次态卡诺图
图4.12Qn+1
1
的次态卡诺图图4.13Qn+1
的次态卡诺图
由Q3的次态卡诺图4.10，可得Q3的次态方程（4—2）：
Q3=
Qn3Qn2+Qn3Qn1（4—2）
由Q2的次态卡诺图4.11，可得Q2的次态方程（4—3）：
Q2=Qnnnn1Q0+Q2Q1+Qn3Qn0（4—3）
由Q1的次态卡诺图4.12，可得Q1的次态方程（4—4）：
Qnnnn1
=Q3Q0+Q2Qn0+Qn2Q1（4—4）
由Q0的次态卡诺图4.13，可得Q0的次态方程（4—5）：
Qnn0=Qn1Qn0+Q2Q0（4—5）第四步：
检验系统能否自启动。
由次态方程，可直接画出包括无效状态的完整状态图，如图4.14所示。
图4.14完整状态图
nnnn
当电路进入无效状态Q3Q2Q1Q0=0101时，代入次态方程，得次态
Q3
n+1
Q2Q1
n+1n+1
Q0
n+1
=1010
，再代入次态方程，得次态Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+1=0001，进
入正常状态；当电路进入无效状态Q3nQ2nQ1nQ0n=0101时，代入次态方程，得次态
Q3
n+1
Q2Q1
n+1n+1
Q0
n+1
=1010
，进入正常状态；当电路进入无效状态Q3nQ2nQ1nQ0n=0111
时，代入次态方程，得次态Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+1=1110，进入正常状态；当电路进
0，代入次态方程，得次态
入无效状态Q3nQ2nQ1nQ0n=101时
Q3
n+1
Q2Q1
n+1n+1
Q0
n+1
=0001
，由此，基于5221BCD码的十进制同步递增计数器具有
自启动的特性。
第五步：
确定触发器类型和数目。
根据要求的进制数N（N=10）来选择触发器的数目k，由2k>N可知，至少要求k=4，所以确定选用4个JK触发器。
表4—3是JK触发器的激励表。
表4—3JK触发器激励表
由表4—3可知，当需要
JK触发器从0翻转到0状态时，在有效的时钟脉
冲触发下，要求J=0，K为任意态；当需要JK触发器从0翻转到1状态时，在有效的时钟脉冲触发下，要求J=1，K为任意态；当需要JK触发器从1翻转到0状态时，在有效的时钟脉冲触发下，要求K=1，J为任意态；当需要JK触发器从1翻转到1状态时，在有效的时钟脉冲触发下，要求K=0，J为任意态。
第六步：
根据次态卡诺图和JK触发器的激励表填激励卡诺图，求激励方程。
激励卡诺图是在已知输出变化的条件下，得到输入信号。
例如，由Q3的次态卡诺图4.10可知，左上角第一方格Q3是由“0”变化到“0”，对照JK触发器的激励表，要求J=0，K为任意态。
所以J3K3=0X。
同理，可推出其它激励。
为了能由激励卡诺图直观的得到激励方程，将激励卡诺图分成八个小的卡诺图，如图4.16、图4.17、图4.18、图4.19、图4.20、图4.21、图4.22、和图4.23所示。
图4.16J0的激励卡诺图图4.18J1的激励卡诺图
图4.17K0的激励卡诺图
图4.19K1的激励卡诺图
图4.20J2的激励卡诺图图4.21K2的激励卡诺图
图4.22J3的激励卡诺图图4.23K3的激励卡诺图
由J0的激励卡诺图4.16，可得J0
的激励方程（4—6）：
J0
=Q1Q0+Q2Q0（4—6）
由K0的激励卡诺图4.17，可得K0的激励方程（4—7）：
K0
=1（4—7）
由J1的激励卡诺图4.18，可得J1的激励方程（4—8）：
（4—8）
由K1的激励卡诺图4.19，可得K1的激励方程（4—9）：
K1
=Q2（4—9）
由J2的激励卡诺图4.20，可得J2的激励方程（4—10）：
J2=Q3Q0+Q1Q0（4—10）
由K2的激励卡诺图4.21，可得K2的激励方程（4—11）：
K2=Q1Q0（4—11）
由J3的激励卡诺图4.22，可得J3的激励方程（4—12）：
J3=Q2（4—12）
由K3的激励卡诺图4.23，可得K3的激励方程（4—13）：
K3=Q1（4—13）
第七步：
根据激励方程和进位方程，画计数器的逻辑电路图。
由J0、K0、J1、K1、J2、K2、J3和K3的激励方程，以及进位方程，即式（4—1）、（4—6）、（4—7）、（4—8）、（4—9）、（4—10）、（4—11）、（4—12）和（4—13），画出5421BCD码的十进制同步递增计数器的逻辑电路图。
如图4.24所示。
（附录一）
四、元器件清单
五：
课程设计心得
1、通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。
在整个设计过程中，我们通过这个方案包括设计了一套电路原理和连接图及芯片上的选择。
2、在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。
4、平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。
而且还可以记住很多东西。
比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。
认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。
所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。
所做的成果时，心中也不免产生兴奋；正所谓“三百六十行，行行出状元”。
我们同样可以为社会作出我们应该做的一切，这有什么不好？
我们不断的反问自己。
也许有人不喜欢这类的工作，也许有人认为设计的工作有些枯燥，但我们认为无论干什么，只要人生活的有意义就可。
社会需要我们，我们也可以为社会而工作。
既然如此，那还有什么必要失落呢？
于是我们决定沿着自己的路，执着的走下去。
同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。
某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。
实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。
团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。
而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老师的辛勤指导下，终于游逆而解。
同时，在老师的身上我们学也到很多实用的知识，在次我们表示感谢！
同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！
6、此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出
现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。
7、在此，感谢于老师的细心指导，也同样谢谢其他各组同学的无私帮助！
参考书目：
航空工业出版社越山编著2004.8
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