JK触发器实现197,194,及有限状态机实验报告

1、JK触发器实现197，194，及有限状态机实验报告1、 实验目的 1. 熟悉JK触发器的工作原理2. 熟悉有限状态机的工作原理二、实验仪器及器件 1.器件74LS48, 74LS73，,CLOCK,MPX2-CC-BULE,及相关逻辑门 三、实验预习 1. 复习有关译码显示原理。2.预习JK触发器和有限状态机的原理四、实验原理 1. JK触发器JK触发器的逻辑符号如图JK触发器的逻辑符号 从特征可以知道JK触发器是功能最齐全的，具有置0、置1、保持和翻转四个功能，其特征方程为：JK触发器的特征表：J K QnQn+1功能0 0 00 0 101Qn+1=Qn保持0 1 00 1 100Qn+1

2、=0置01 0 01 0 111Qn+1=1置11 1 01 1 110Qn+1翻转2. 有限状态机有限状态自动机 (FSM：Finite State Machine)，简称状态机，是表示有限多个状态以及在这些状态之间转移和动作的数学模型。状态存储关于过去的信息，它反映从系统开始到现在时刻输入的变化；转移指示状态变更，用必须满足来确使转移发生的条件来描述它；动作是在给定时刻要进行的活动描述。有多种类型的动作：u 进入动作（entry action）：在进入状态时进行；u 退出动作：在退出状态时进行；u 输入动作：依赖于当前状态和输入条件进行；u 转移动作：在特定转移时进行。电路特点：3.74L

3、S194图中74LS194为移位寄存器。它具有左移、右移，并行送数、保持及清除等五项功能。其引脚图如图（六）所示。其中Cr为清除端，CP为时钟输入端，S0、S1为状态控制端，DSR为右移数据串行输入端，DSL为左移数据输入端，D0、D1、D2、D3位并行数据输入端，QA、QB、QC、QD为数据输出端。其功能表如表（二）所示。 节拍发生器工作开始时，必须首先进行清零。当Cr负脉冲过后QA、QB、QC、QD全为零。JK触发器Q=1，因而S1=S0=1，实现并行送数.当第一个脉冲的上升沿到达后，置入0111，CP下降沿到达后Q=0，即S1=0，S0=1，实现右移功能。在CP作用下输出依次为1011，

4、1101，1110，第四个CP下降沿到达后又使Q=1，实现第二个循环。 5、 实验内容 1. 利用JK触发器，设计具备完整功能74LS197的模块电路2. 设计测试系统，能够比较74LS197芯片与自行设计的模块电路具备完全相同的功能3. 利用JK触发器，设计具备完整功能74LS194的模块电路4. 设计测试系统，能够比较74LS194芯片与自行设计的模块电路具备完全相同的功能5. 按下列状态转换图设计同步状态机。D0=0时4状态循环，D0=1时6状态循环。 器件：74LS73X3 任意数量基础逻辑门及选择器（1） 设计并安装电路。（2） 静态检查并记录之。（3） 用一位数码管显示目前状态的数

5、字。六，实验设计及结果1. 利用JK触发器，设计具备完整功能74LS197的模块电路2.设计测试系统，能够比较74LS197芯片与自行设计的模块电路具备完全相同的功能因为JK触发器是上升沿触发，所以当JK都为1的时候，Qn+1=Qn，进行翻转，此时输出的Q的频率减半。故四个JK触发器级联即可。实验结果:实验电路：其中按键为清零端。3. 利用JK触发器，设计具备完整功能74LS194的模块电路4.设计测试系统，能够比较74LS194芯片与自行设计的模块电路具备完全相同的功能这一道题相对复杂一点，首先要理解194的工作原理。194根据S1,S0的不同，而实现不同的功能，当S1,S0为11时送数，0

6、0时保持，01右移，10左移。故而我们要选择2个153实现四个4选1。而在左移和右移时最边缘端要置一，其他位错位接就行。实验电路：送数用按键实现。5. 按下列状态转换图设计同步状态机。D0=0时4状态循环，D0=1时6状态循环。 器件：74LS73X3 任意数量基础逻辑门及选择器（1） 设计并安装电路。（2） 静态检查并记录之。（3）用一位数码管显示目前状态的数字。首先要根据状态转移图，写出状态转移方程，真值表如下：DQ2nQ1nQ0nQ2n+1Q1n+1Q0n+100000010001100001011000110100100101010100001101110111101100001110

7、01100101011010110101100101110100011101111111101按照有限状态机的转移方程和电路特点可得电路图如下：实验结果：当单刀双掷开关置高的时候有：当单刀双掷开关置低的时候有：七，实验心得 1. 做第一个实验的时候，没有什么难度，重点是搞清楚JK触发器的工作原理，即：J K QnQn+1功能0 0 00 0 101Qn+1=Qn保持0 1 00 1 100Qn+1=0置01 0 01 0 111Qn+1=1置11 1 01 1 110Qn+1翻转和八四二一码的频谱图，就明白怎么用四个JK触发器级联了。2. 第二个实验初看时有点复杂，主要是搞不懂194各个接口的功能，百度194，明白他的工作原理后，用153就好解决了，同时，用按键来实现送数等功能也是我当时没有想到的。3. 第三个实验纠