带控制变量D的计数器实现与JK触发器应用

"18342138 郑卓民 实验十八1 - 带有控制变量的计数器实现" 本实验主要关注的是时序逻辑电路设计，特别是利用JK触发器来构建带有控制变量的计数器。实验目的是让学生熟悉JK触发器的逻辑功能，并掌握如何通过它来设计具有不同工作模式的计数器。实验中使用了BASYS3实验板和Vivado IP核，包括xup_jk、xup_74ls48_1.0、xup_74ls151_1.0等，以及时钟分频器xup_clk_div_1.0。 时序逻辑电路设计通常包括以下步骤： 1. 分析电路结构，区分组合电路与存储电路。 2. 列出组合电路的所有输出函数和控制函数（驱动函数和激励函数）。 3. 写出存储电路的状态方程（基于控制函数和触发器的特性方程）。 4. 列出时序电路的状态真值表。 5. 根据以上步骤创建状态表和状态图。 6. 描述电路的特性。 同步时序电路设计的具体步骤包括： 1. 逻辑抽象，建立原始状态转换图和状态转换表。 2. 对状态表进行简化。 3. 对状态进行编码（状态分配），制作状态转移表。 4. 选择触发器类型，确定电路的逻辑函数表达式（状态方程、驱动方程和输出方程）。 5. 画出逻辑图。 6. 检查电路是否能自启动。 实验中，设计了一个添加控制变量D的计数器，当D=0时，计数器按照一种方式运行，而当D=1时，计数器则按照另一种方式运行。例如，设计了一个五输入四输出的计数器，该计数器在D=0时顺时针运行，在D=1时逆时针运行。通过分析次态卡诺图并进行化简，可以得到JK触发器的驱动方程，从而实现所需的功能。 实验内容分为两部分： 1. 使用Proteus软件模拟带控制变量D的十进制计数器，并在七段数码管上显示计数结果。对于不同的D值，分别计算出JK触发器的J和K输入，以实现顺时针和逆时针计数。 2. 根据上述设计，实际连接电路，验证其功能。 这个实验不仅加深了学生对JK触发器的理解，还让他们掌握了如何在实际电路中实现控制变量的计数器，提升了动手能力和逻辑分析能力。