JK触发器构建十进制同步计数器的实验与设计

实验十七是关于特殊计数器实现的实践课程，由郑卓民老师指导，针对软工四班的学生进行预习报告准备。实验的核心内容涉及时序逻辑电路的设计方法，特别是同步时序电路的设计流程。 首先，设计时序逻辑电路的一般步骤包括：分析电路结构，区分组合电路和存储电路；对于组合电路，需要列出全部输出函数和控制函数，如驱动函数和激励函数；而对于存储电路，要写出状态方程，这通常基于控制函数和触发器的特性方程。接着，通过状态真值表来描述电路的工作状态，同时制作状态表和状态图，以便于理解电路的行为。 在同步时序电路设计过程中，关键步骤有逻辑抽象，即构建原始状态转换图和状态转换表，并对其进行简化。然后进行状态编码，确定状态转移表，选择合适的触发器类型（例如，JK触发器），计算状态方程、驱动方程和输出方程。最后，绘制逻辑图，确认电路的自启动条件，确保电路在适当的初始状态能够正确启动。 具体到实验内容，实验者需要使用JK触发器和门电路设计一个特殊的十进制同步计数器，其中重要的是考虑电路没有00状态的情况，并确保自启动。设计过程包括以下几个步骤： 1. 确定触发器数量：由于有10个有效状态，需要4个JK触发器。 2. 画出次态卡诺图：这是一种图形工具，用于表示触发器状态变化的关系。 3. 化简次态卡诺图：通过分析各触发器的驱动方程，简化卡诺图，找出J和K输入的表达式。 4. 检查自启动：确保计数器在特定条件下能从一个状态自然过渡到下一个，避免死锁或循环。 此外，实验还涉及到实际操作，如使用实验箱、万用表和示波器来测量和验证电路的波形，以及在Proteus软件中进行电路设计和模拟。通过这两个实验内容，学生将深入理解和掌握JK触发器的逻辑功能、计数器的构成方法以及如何应用这些技术解决实际问题。 本实验着重于培养学生的实践技能，让他们能够熟练运用时序逻辑电路设计理论，特别是 JK触发器，进行计数器的设计和分析，同时增强他们使用实验设备进行电路测试的能力。