基于D触发器的异步八进制加法计数器的设计

武汉理工大学《基础技能强化训练》课程设计说明书

基于SIMULINK的异步八进制加法计数

器的设计

1 设计题目的理论分析

1.1 设计题目

用D触发器设计异步八进制的加法计数器。并作出相应的时序图。使用Simulink进行简单的仿真。

1.2 理论分析

这个题目是要求设计一个八进制加计数器，即三位二进制加计数器，并且用D触发器最终完成电路。解题具体过程如下： （1）明确所需要设计的电路的功能并画出状态图

本题要求我们用D触发器设计一个八进制加计数器，所以根据其特点，可判断电路需要三个D触发器来实现，故可作出其状态图如下： QQQ210/C?CP???1/0/01/0000???001?1??010???0111/0???1/1???1/01/01/0111???110???101???100

CP为时钟信号，C为进位信号。

（2）列出激励表

在列激励表时，对于某一输出，当其状态不发生反转时，此时可取其时钟信号为0，这样其输入端的的取值就不会对输出产生影响，这样一来，就可以达到简

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化电路的目的。

表1 八进制异步加计数器激励表

Q Q n2n1Q n0D2 X X X 1 X X X 0 CP 2D CP D0 CP Q110n?12 Q n?11Q n?100 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 X 1 X 0 X 1 X 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 （3）写出激励方程和时钟方程

D??m(3)??d(0,1,2,4,5,6)?Q2 (1)

2___D??m(1,5)??d(0,2,4,6)?Q1 (2)

1___D??m?0,2,4,6??Q0210___0 (3)

CP?QQ (4) CP?Q10 (5) (6)

CP?CP0（4）作出逻辑电路图并检验其自启动

如图2所示，即为由D触发器所构成的异步八进制加计数器。显然，该电路每一个状态都为有效状态，故一定能够自启动。 （5）作出时序图

在时钟信号CP的作用下，根据状态方程，可以得出上述电路的时序图如图3

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所示：

图2 异步八进制加计数器逻辑电路图

CP QQQ0

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图3 异步八进制加计数器时序图

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2 SIMULINK仿真

根据上一章所给出的逻辑电路图，在simulink中找出相应元器件并按图连接成一个完整的的电路如图4所示。

图4 simulink中的逻辑图

将时钟信号CP和三个输出端分别连接于一个示波器上，以便获取时序图，并进行观察、分析和比较。设置好各元器件的参数，此次仿真，所设置的参数如下： 时钟信号CP周期为1，各门的延迟时间为0。

设置好参数后，点击

，即开始进行仿真。仿真完毕后，双击示波器，就会

有相应的仿真后的波形图窗口弹出，这样，我们就可以对所得到的结果进行分析和判断。

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