1. 实验目的

1. 了解时序电路的设计方法和步骤，掌握计数器的工作原理，研究自启动问题
2. 掌握不同类型计数器设计、调试方法，进一步掌握数字示波器测量多路波形方法
3. 掌握双 J-K 负沿触发器的工作特性

2. 实验内容

1. 用双 J-K 负沿触发器设计一个可控五进制计数器，要求：

• 当控制端 A=1 时，实现下述状态：$Q_0$-$Q_1$-$Q_2$ 000->100->110->111->011->000
• 当控制端 A=0 时，实现下述状态：$Q_0$-$Q_1$-$Q_2$ 000->100->110->010->011->000
• 测试并记录时钟 CLK、$Q_0$、$Q_1$、$Q_2$ 的波形，测试 J-K 触发器的外特性，并记录波形

2. 用 D 触发器设计一个二-十进制减法计数器，输出信号中除了 4 位用来显示差之外，还需要包含一位最高位的借位信号

3. 实验原理

3.1 任务一

用双 J-K 负沿触发器设计一个可控五进制计数器。

1. 画出原始状态图：

$Q_{2n}$	$Q_{1n}$	$Q_{0n}$	A=0 $Q_{2(n+1)}$	A=0 $Q_{1(n+1)}$	A=0 $Q_{0(n+1)}$	A=1 $Q_{2(n+1)}$	A=1 $Q_{1(n+1)}$	A=1 $Q_{0(n+1)}$
0	0	0	0	0	1	0	0	1
0	0	1	0	1	1	0	1	1
0	1	1	0	1	0	1	1	1
1	1	1	X	X	X	1	1	0
0	1	0	1	1	0	X	X	X
1	1	0	0	0	0	0	0	0

2. 使用卡诺图化简求得激励函数和激励方程：

3. 画出逻辑电路图：

4. 使用实验箱连接电路，进行实验
5. 根据真值表进行验证，验证通过，老师检查通过，实验结束
6. 收拾实验箱，线材和芯片放归原处

3.2 任务二

用 D 触发器设计一个二-十进制减法计数器。

1. 画出原始状态图：

$Q_{1n}$	$Q_{2n}$	$Q_{3n}$	$Q_{4n}$	$Q_{1(n+1)}$	$Q_{2(n+1)}$	$Q_{3(n+1)}$	$Q_{4(n+1)}$	$A$
0	0	0	0	1	0	0	1	0
1	0	0	1	1	0	0	0	1
1	0	0	0	0	1	1	1	0
0	1	1	1	0	1	1	0	0
0	1	1	0	0	1	0	1	0
0	1	0	1	0	1	0	0	0
0	1	0	0	0	0	1	1	0
0	0	1	1	0	0	1	0	0
0	0	1	0	0	0	0	1	0
0	0	0	1	0	0	0	0	0

2. 使用卡诺图化简求得激励函数和激励方程：

3. 画出逻辑电路图：

4. 使用实验箱连接电路，进行实验
5. 根据真值表进行验证，验证通过，老师检查通过，实验结束
6. 收拾实验箱，线材和芯片放归原处

4. 分析与思考

1. LED 输出不符合真值表，使用逻辑笔反查，发现是一根线接触不良
2. LED 输出不符合真值表，使用逻辑笔反查，发现反相器芯片的一个非门疑似击穿

附录

1. 文件列表

   • 仿真文件和真值表.zip
   • Vivado 工程.zip
   • [2023-03-30] - 电子技术基础实验指导书.pdf
   • Verilog 入门-龙芯.ppt

2. 下载地址

   • 蓝奏云链接：https://unrealfeathers.lanzouu.com/b00l33b3yh
   • 蓝奏云提取密码：hgy1